Thomas Dalton
0 
4008
1201
Około 10 milionów lat świetlnych od Ziemi rozmyta galaktyka o nazwie Duch Miracha może pomóc rozwikłać mroczną tajemnicę: skąd pochodzą największe czarne dziury we wszechświecie. Ale ta upiorna galaktyka również pogłębiła tajemnicę związaną z narodzinami tych obiektów.
Czarna dziura jest osobliwością, obszarem w czasoprzestrzeni, w którym materia stała się zbyt gęsta, aby się utrzymać, i zapadła się w bezkształtny punkt. Supermasywne czarne dziury (SMBH) to kosmiczne potwory, często ważące miliardy razy więcej niż masa naszego Słońca w porównaniu z masami ciężkich gwiazd, które tworzą zwykłe czarne dziury. Siedzą w centrach dużych galaktyk, zasysając gaz i poruszając gwiazdami swoją ogromną grawitacją. Jedna znajduje się w centrum Drogi Mlecznej, a jeszcze większa w centrum galaktyki Virgo A, którą sfotografowali astronomowie. Ale nadal nie jest jasne, jak powstały te gigantyczne obiekty.
Fizycy uważają, że istnieją dwie możliwości: może SMBH to starożytne cechy wszechświata, obiekty, które bezpośrednio zapadły się z gorącej masy przepływającej przez kosmos po Wielkim Wybuchu. A może powstały jak każda inna czarna dziura we Wszechświecie: w wyniku detonacji umierających gwiazd. Gdyby to drugie wyjaśnienie było poprawne, SMBH zaczęłyby się od małych i nabierały dodatkowej masy w ciągu eonów, pochłaniając pył i inne gwiazdy.
Związane z: 9 faktów na temat czarnych dziur, które oszaleją
„Problem polega na tym, że w obu przypadkach większość czarnych dziur urosła znacznie od czasu ich narodzin, pochłaniając chmury gazu i pyłu, które wirują wokół nich” - powiedział Timothy Davis, astrofizyk z Cardiff University w Walii. „To czyni je cięższymi i utrudnia określenie masy, z jaką zaczęli swoje życie”.
Dlatego Davis i jego koledzy zaczęli szukać najmniejszych SMBH, jakie mogli znaleźć.
Powiedział, że te małe supermasywne „nie miały szansy skonsumować dużych ilości materiału w przeszłości, [więc badając je] zbliżamy się do odkrycia, jak musiały wyglądać SMBH, kiedy powstały”.
Naukowcy zbadali SMBH w centrum galaktyki „Duch Miracha” (nazwany tak, ponieważ z Ziemi galaktyka wygląda jak zjawa w pobliżu gwiazdy Mirach), wykorzystując nową technikę do określenia jej masy.
Związane z: Największe nierozwiązane zagadki fizyki
Opierając się na danych z Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) w Chile, naukowcy zmierzyli prędkość gazowego tlenku węgla, gdy wirował w kierunku SMBH w centrum galaktyki Ducha Miracha.
„Podobnie jak woda krążąca wokół dziury, ten gaz płynie coraz szybciej, gdy zbliża się do czarnej dziury” - powiedział Davis.
To wirowanie jest iloczynem masy czarnej dziury, więc prędkość wirowania - dokładnie zmierzona - może powiedzieć naukowcom, ile waży czarna dziura. Umożliwiły to zdjęcia ALMA o rozdzielczości 1,5 roku świetlnego (bardzo szczegółowe jak na tak odległy obiekt). Okazało się, że ten SMBH ma masę mniejszą niż milion razy większą niż nasze Słońce - dziecko według standardów SMBH. Opierając się na szacunkach tego, jak bardzo urosło od urodzenia, prawdopodobnie ważyło mniej niż 500 000 mas naszego Słońca, kiedy się narodziło, powiedział Davis..
POWIĄZANA ZAWARTOŚĆ-Wszechświat: Big Bang do teraz w 10 prostych krokach
-15 najdziwniejszych galaktyk w naszym wszechświecie
-101 zdjęć astronomicznych, które zachwycą
To nie dowodzi, że żadna z historii pochodzenia nie jest poprawna, stwierdzili naukowcy. Ale to nieco przechyla szalę na korzyść modelu bezpośredniego załamania, całkowicie wykluczając bardziej skrajne wersje teorii bezpośredniego załamania. Niektóre teorie bezpośredniego załamania w ogóle nie pozwalają na tworzenie tak małych SMBH.
Mimo to pochodzenie czarnych dziur pozostaje tajemnicą. Jeden problem: inne obserwacje wykazały, że bardzo duże SMBH w ich obecnej formie istniały bardzo szybko po Wielkim Wybuchu, co przeczy naszym przypuszczeniom o tym, jak szybko mogą rosnąć czarne dziury.
„Znamy dwa główne sposoby tworzenia SMBH i żaden z nich nie może bezpośrednio tworzyć czarnych dziur tej wielkości. Zamiast tego musiały urodzić się mniejsze i wyrosły do tych niesamowitych rozmiarów. Jest to naprawdę trudne do zrobienia, ponieważ istnieją ograniczenia ile czarna dziura może pochłonąć w czasie dostępnym od stworzenia wszechświata ”- powiedział Davis. „Nasza praca wzmacnia ten problem. Pokazaliśmy, że jakikolwiek mechanizm sprawia, że SMBHs w momencie narodzin mają masę mniejszą niż 500 000 mas Słońca”.
Chociaż to przechyla szalę przeciwko teorii bezpośredniego załamania, żadna z teorii nie oferuje dobrego wyjaśnienia, skąd mógł pochodzić tak mały SMBH. Ostateczna odpowiedź będzie prawdopodobnie wiązała się z pewnymi znaczącymi modyfikacjami jednego z modeli, które obecnie mają fizycy.
Więc teraz fizycy wiedzą trochę więcej o tym, jak wyglądają młode SMBH. Ale nadal nie są pewni, skąd pochodzą. Artykuł opisujący czarną dziurę w centrum Ducha Miracha został opublikowany dzisiaj (14 lipca) w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Zobacz wszystkie komentarze (1)