Webbův teleskop objevil v raném vesmíru páry černých děr před splynutím

Astronomové objevili v raném vesmíru čtyři páry rychle rostoucích černých děr, které jsou zřejmě na kolizním kurzu. Jde o první přímý důkaz, že splývání černých děr mohlo pohánět záhadný a rychlý růst supermasivních černých děr krátce po velkém třesku.

Výsledky zveřejněné 31. srpna v časopise Publications of the Astronomical Society of Japan jsou založeny na nové metodě analýzy snímků aplikované na infračervená pozorování z Vesmírného dalekohledu Jamese Webba.eurekalert+1

Nový způsob, jak vidět dvojitě

Výzkumný tým, který vedl student doktorandského studia Tokijské univerzity Takumi Tanaka z Kavliho institutu pro fyziku a matematiku vesmíru, se zaměřil na třídu kompaktních načervenalých objektů známých jako „malé červené tečky“ (LRD). Jde o malá vesmírná tělesa, která dokáže od zahájení svého provozu v roce 2022 jedinečným způsobem detekovat právě JWST. Vědci se domnívají, že LRD jsou černé díry obklopené padající hmotou, které rostou závratným tempem.phys+1

Předchozí metody identifikace těchto objektů spoléhaly na měření celkového jasu a barvy každého zdroje. Výzkumníci však zjistili, že při tomto přístupu lze snadno zaměnit dva blízko sebe umístěné objekty LRD za jedno těleso zvláštního tvaru. Aby tento problém překonali, Tanaka a jeho kolegové, včetně profesora Johna Silvermana z Kavli IPMU, vyvinuli metodu výběru barev pixel po pixelu, která zkoumá barvu každého jednotlivého pixelu na snímcích s vysokým rozlišením z JWST.eurekalert+1

Tato technika odhalila čtyři dvojice LRD existující v době před 12,5 až 12,8 miliardy let, které od sebe dělila vzdálenost od několika tisíc do desítek tisíc světelných let. To je mnohem méně než průměr Mléčné dráhy, který činí 100 000 světelných let. Spektroskopická data z JWST potvrdila, že dva z těchto párů mají téměř totožný rudý posuv, což znamená, že jde o skutečné sousedy, a nikoli o optický klam způsobený pouhým zákrytem v zorném poli.u-tokyo+2

Proč na tom záleží

Statistická analýza ukázala, že je nepravděpodobné, aby všech osm objektů tvořilo páry čistě náhodně. To naznačuje, že se LRD shlukují v měřítkách několika tisíc světelných let. Předpokládá se, že splývání galaxií vhání velké množství plynu do jejich středů, což urychluje růst centrálních černých děr. Pokud každá LRD hostí rostoucí černou díru, mohly by tyto páry představovat předchůdce budoucího splynutí černých děr, tedy událostí, které by jednou mohly detekovat budoucí observatoře gravitačních vln.eurekalert+1

Otázka, jak supermasivní černé díry o hmotnosti milionů až miliard Sluncí vyrostly tak rychle po velkém třesku, zůstává jednou z největších záhad astronomie. Jiná nedávná práce, včetně studie publikované v časopise Nature popisující „hvězdu s černou dírou“ pozorovanou pouhých 660 milionů let po velkém třesku, naznačuje, že husté plynné obaly mohou černým dírám umožnit překročit jejich běžné limity růstu.earth+1

Co bude dál

Tým plánuje aplikovat svou metodu na úrovni pixelů na větší soubory dat z JWST, aby získal statistický přehled o tom, jak často LRD tvoří těsné páry. Tento podíl by mohl odhalit, jak velkou roli hrálo splývání v raném růstu černých děr.u-tokyo+1

„Statistickým měřením podílu masivních černých děr, které tvoří těsné páry, by vědci mohli určit, jakou roli hrálo splývání černých děr v jejich růstu během raných fází vývoje,“ uvedla Tokijská univerzita v prohlášení doprovázejícím studii.u-tokyo