Webb teleskopas užfiksavo ankstyvojoje Visatoje susijungiančias juodąsias skyles

Astronomai aptiko keturias sparčiai augančių juodųjų skylių poras ankstyvojoje Visatoje, kurios, atrodo, juda susidūrimo link. Tai pirmasis tiesioginis įrodymas, kad juodųjų skylių susijungimai galėjo lemti paslaptingą supermasyvių juodųjų skylių atsiradimą netrukus po Didžiojo sprogimo.

Rugpjūčio 31 d. žurnale Publications of the Astronomical Society of Japan paskelbti rezultatai pagrįsti nauju vaizdų analizės metodu, pritaikytu Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST) infraraudonųjų spindulių stebėjimams.eurekalert+1

Naujas būdas pamatyti dvigubus objektus

Tyrėjų komanda, vadovaujama Tokijo universiteto magistranto Takumi Tanakos iš Kavli Visatos fizikos ir matematikos instituto (Kavli IPMU), sutelkė dėmesį į kompaktiškų, rausvų objektų klasę, vadinamą „mažais raudonais taškeliais“ (angl. Little Red Dots, LRDs). Tai maži dangaus kūnai, kuriuos JWST unikalus gebėjimas aptikti leido stebėti nuo 2022 m. Mokslininkai mano, kad LRD yra juodosios skylės, apsuptos krintančios materijos ir sparčiai augančios.phys+1

Ankstesni šių objektų identifikavimo metodai rėmėsi bendro kiekvieno šaltinio ryškumo ir spalvos matavimu. Tyrėjai nustatė, kad taikant tokį požiūrį galima lengvai supainioti du arti vienas kito esančius LRD su vienu keistos formos objektu. Norėdami tai įveikti, T. Tanaka ir jo kolegos, įskaitant Kavli IPMU profesorių Johną Silvermaną, sukūrė pikselių spalvos analizės metodą, kuris tiria kiekvieno atskiro pikselio spalvą aukštos raiškos JWST nuotraukose.eurekalert+1

Šis metodas atskleidė keturias dvigubų LRD poras, egzistavusias prieš 12,5–12,8 mlrd. metų. Jas skiria atstumas nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių šviesmečių – tai gerokai mažiau nei 100 000 šviesmečių siekiantis Paukščių Tako skersmuo. JWST spektroskopiniai duomenys patvirtino, kad dvi poros turi beveik identišką raudonąjį poslinkį, o tai reiškia, kad jos yra tikri kaimynai, o ne dėl išsidėstymo susidariusi optinė apgaulė.u-tokyo+2

Kodėl tai svarbu

Statistinė analizė parodė, kad mažai tikėtina, jog visos keturios poros yra atsitiktinės, todėl LRD greičiausiai telkiasi į grupes kelių tūkstančių šviesmečių mastu. Manoma, kad galaktikų susijungimai nukreipia didelius dujų kiekius į galaktikų centrus, taip paspartindami centrinių juodųjų skylių augimą. Jei kiekviename LRD yra auganti juodoji skylė, šios poros gali būti juodųjų skylių susijungimų pirmtakai – įvykiai, kuriuos ateityje galės aptikti gravitacinių bangų observatorijos.eurekalert+1

Klausimas, kaip supermasyvios juodosios skylės, sveriančios nuo milijonų iki milijardų Saulės masių, taip greitai išaugo po Didžiojo sprogimo, išlieka viena didžiausių astronomijos mįslių. Kiti neseniai atlikti darbai, įskaitant Nature paskelbtą tyrimą apie „juodosios skylės žvaigždę“, stebėtą vos 660 mln. metų po Didžiojo sprogimo, rodo, kad tankūs dujų apvalkalai gali leisti juodosioms skylėms viršyti įprastus augimo limitus.earth+1

Kas toliau

Komanda planuoja taikyti savo pikselių lygio metodą didesniems JWST duomenų rinkiniams, kad sukurtų statistinį vaizdą, kaip dažnai LRD sudaro artimas poras. Ši proporcija galėtų atskleisti, kokį vaidmenį susijungimai atliko ankstyvajame juodųjų skylių augime.u-tokyo+1

„Statistiškai išmatavę masyvių juodųjų skylių, sudarančių artimas poras, dalį, tyrėjai galėtų nustatyti, kokį vaidmenį juodųjų skylių susijungimai atliko jų ankstyvosiose evoliucijos stadijose“, – teigiama Tokijo universiteto pranešime apie šį tyrimą.u-tokyo