Przejdź do głównej zawartości

Pierwsze supermasywne czarne dziury we Wszechświecie

Uważa się, że powstawanie i wzrost większości galaktyk w historii Wszechświata był napędzany przez czarne dziury zagnieżdżone w ich sercach. Rosną one wraz ze swoimi galaktykami macierzystymi, kiedy gromadzą materię by osiągnąć miliony mas Słońca. Ściganie wczesnych etapów tych ekstremalnych obiektów należy do misji przyszłych potężnych teleskopów, ale jaka będzie nagroda w polowaniu?


W badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) zostało przedstawione nowe i wyczerpujące oszacowanie. Badania przewidują liczbę bardzo młodych galaktyk z aktywną supermasywną czarną dziurą w jądrze, które powinny istnieć, gdy Wszechświat miał mniej, niż 7% obecnego wieku, i które są w zasięgu przyszłych radioteleskopów i teleskopów promieniowania X.

Wyniki mogą wskazywać najskuteczniejsze plany obserwacyjne dla przyszłego radioteleskopu Square Kilometre Array (SKA) i obserwatorium kosmicznego promieniowania X – Athena. Obydwa obserwatoria zostaną wykorzystane do zagłębienia się w ten sam okres w historii Wszechświata studiowanego w tym badaniu.

Autorzy rozszerzają wcześniejszą pracę wykonaną przez innych, która dotyczyła promieniowania rentgenowskiego i części widzialnej, dodając prognozy dla obserwacji radiowych i rentgenowskich oraz dla bardziej odległego Wszechświata. W tym kontekście promieniowanie X jest wytwarzane przez bardzo gorącą materię, która porusza się niezwykle szybko, gdy opada na czarną dziurę, a sygnały galaktyczne są skierowane w stronę Ziemi. Z drugiej strony emisja radiowa często zwielokrotnia sygnały galaktyki obserwowanej na krawędzi, i jest produkowana przez potężne strumienie cząstek wyrzucane z dala od czarnej dziury i oddziałuje z gazem poza galaktyką.

Korzystając z ośmiu modeli obliczeniowych opracowanych przez inne zespoły i stosując to, co wiemy obecnie o ewolucji galaktyk, naukowcy przewidzieli na przykład, że na obszarze nieba wielkości Księżyca w pełni, Athena będzie w stanie wykryć promieniowanie X z około 2500 supermasywnych czarnych dziur w jądrach bardzo młodych galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Wyniki sugerują, że emisja radiowa będzie mniej obfita w tych wczesnych wiekach, ale potężne teleskopy, takie jak SKA, nadal będą w stanie zidentyfikować dziesiątki tych źródeł na tych samym obszarze nieba.

Modele obliczeniowe zostały opracowane i dopracowane wykorzystując to, co obserwujemy w środowiskach, w których galaktyki ewoluują w pobliskim Wszechświecie. Jednym z ograniczeń modeli, o którym świadczy to badanie, jest ich słaba zdolność do przewidywania kilku, bardzo jasnych, aktywnych jąder galaktycznych, o których wiadomo, że istnieją w odległych epokach. Zwiększenie rozmiaru symulacji – i zasobów obliczeniowych – jest konieczne, aby przezwyciężyć to ograniczenie i właściwie zrozumieć, jak pojawiły się i ewoluowały pierwsze galaktyki i supermasywne czarne dziury.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…