Przejdź do głównej zawartości

Zamaskowana czarna dziura została odkryta we wczesnym Wszechświecie

Astronomowie odkryli dowody na istnienie jak dotąd najodleglejszej „zakamuflowanej” czarnej dziury. Jest to pierwsze określenie czarnej dziury ukrytej przez gaz w tak wczesnej historii kosmosu – 6% obecnego wieku Wszechświata.


Supermasywne czarne dziury, które są miliony do miliardów razy masywniejsze niż nasze Słońce, zwykle rosną, przyciągając materię z otaczającego dysku. Szybki wzrost generuje duże ilości promieniowania w bardzo małym obszarze wokół czarnej dziury. Naukowcy nazywają to niezwykle jasne, zwarte źródło „kwazarem”.

Zgodnie z aktualnymi teoriami gęsta chmura gazu żywi się materią z dysku otaczającego supermasywną czarną dziurę w okresie wczesnego wzrostu, która „maskuje” lub ukrywa większość jasnego światła kwazara przed naszym wzrokiem. Gdy czarna dziura pochłania materię i staje się bardziej masywna, gaz w chmurze wyczerpuje się, aż czarna dziura i jej jasny dysk nie zostaną odsłonięte.

„Znalezienie kwazarów w tej niewidzialnej fazie jest niezwykle trudne, ponieważ tak duża część ich promieniowania jest absorbowana i nie może być wykryta przez obecne instrumenty. Dzięki obserwatorium Chandra i zdolności prześwietlania promieniami X przez zaciemniający obłok myślimy, że w końcu nam się to udało” – powiedział Fabio Vito z Pontificia Universidad Católica de Chile, w Santiago, Chile, który przewodził badaniu.

Nowe odkrycie pochodzi z obserwacji kwazara PSO167-13, który został odkryty przez przegląd Pan-STARRS. Obserwacje optyczne z tych i innych przeglądów wykryły około 180 kwazarów, które już świeciły jasno, gdy Wszechświat miał mniej, niż miliard lat, czyli około 8% obecnego wieku. Badania te uznano jedynie za skuteczne w znajdowaniu nie zasłoniętych czarnych dziur, ponieważ wykrywane przez nich promieniowanie jest tłumione nawet przez cienkie obłoki gazu i pyłu. Ponieważ PSO167-13 było częścią tych obserwacji, spodziewano się, że kwazar również nie będzie widoczny.

Zespół Vito był w stanie przetestować ten pomysł, wykorzystując Chandrę do obserwacji PSO167-13 i dziesięciu innych kwazarów odkrytych za pomocą badań optycznych. Po 16 godzinach obserwacji wykryto tylko trzy cząsteczki promieniowania X z PSO167-13, wszystkie o stosunkowo wysokich energiach. Ponieważ promieniowanie rentgenowskie o niskiej energii jest łatwiej absorbowane niż promieniowanie o wyższej energii, prawdopodobnie wytłumaczenie jest takie, że kwazar jest silnie zasłonięty przez gaz, umożliwiając wykrycie tylko promieni X o wysokiej energii.

Ciekawym zwrotem w PSO167-13 jest to, że galaktyka, w której znajduje się kwazar, ma bliską galaktykę towarzyszącą, widoczną w danych uzyskanych wcześniej za pomocą ALMA w Chile i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Ze względu na ich bliską separację i słabe źródło promieniowania X zespół nie był w stanie ustalić, czy nowo odkryta emisja promieniowania rentgenowskiego jest związana z kwazarem PSO167-13, czy z galaktyką towarzyszącą.

Jeżeli promienie X pochodzą ze znanego kwazara, astronomowie muszą wyjaśnić, dlaczego był on mocno zasłonięty promieniami X, ale nie światłem optycznym. Jedna z możliwości jest taka, że nastąpił duży i szybki wzrost maskowania kwazara w ciągu trzech lat pomiędzy obserwacjami optycznymi i rentgenowskimi.

Z drugiej strony, jeżeli zamiast tego promieniowanie X powstaje z galaktyki towarzyszącej, oznacza to wykrycie nowego kwazara w bliskiej odległości od PSO167-13. Ta para kwazarów byłaby najdalszą jak dotąd odkrytą.

W obydwu przypadkach kwazar wykryty przez Chandrę byłby najbardziej odległym zamaskowanym, jaki dotąd widziano, w okresie 850 mln lat po Wielkim Wybuchu. Poprzedni rekordzista zaobserwowany był w czasie 1,3 mld lat po Wielkim Wybuchu.

„Podejrzewamy, że większość czarnych dziur we Wszechświecie jest ukrytych: wówczas niezwykle ważne jest ich wykrycie i zbadanie w celu zrozumienia, w jaki sposób mogą one szybko urosnąć do mas miliarda Słońc” – powiedział współautor pracy Roberto Gilli z INAF w Bolonia, Włochy.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Chandra

Urania

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.

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 naukowc

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 przeds