James Webb možda je otkrio supermasivnu crnu rupu u galaksiji GHZ2, posmatranoj oko 350 miliona godina nakon Velikog praska. Ključna je bila detekcija visokoiunizacionih emisionih linija, naročito C IV λ1548, koje je teško objasniti samo aktivnošću zvezda. Istraživači su razvili napredne modele koji ukazuju na moguće aktivno galaktičko jezgro, ali su potrebna nova posmatranja JWST-om i ALMA-om za potvrdu. Potvrda bi pomogla da se razjasne hipoteze o poreklu "lakih" i "teških" semena crnih rupa.
James Webb možda otkrio najraniju supermasivnu crnu rupu — galaksija GHZ2 iz doba ranog svemira
Teleskop James Webb (JWST) možda je otkrio najudaljeniju i najraniju supermasivnu crnu rupu do sada — u galaksiji označenoj kao GHZ2, posmatranoj onakvom kakva je bila približno 350 miliona godina nakon Velikog praska.
Rad istraživačkog tima objavljen je kao predtisk na arXiv (4. novembar) i još nije prošao vršenje naučne recenzije. Autori su analizirali spektre dobijene instrumentima JWST-a: Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) i Mid-Infrared Instrument (MIRI). Ovi instrumenti detektuju ultravioletno i optičko zračenje koje je zbog kosmičkog širenja pomereno u infracrveni deo spektra.
"GHZ2 postoji u epohi kada je svemir bio izuzetno mlad, pa je ostalo malo vremena da se supermasivna crna rupa i njena domaćinska galaksija zajednički razviju", rekao je Oscar Chavez Ortiz, doktorand na Odeljenju za astronomiju Univerziteta Teksas u Ostinu i prvi autor studije.
Ključ za tumačenje prirode GHZ2 leži u snažnim emisionim linijama visokog stepana jonizacije. Posebno je značajna detekcija linije C IV λ1548 (trostruko jonizovan ugljenik). Takva linija zahteva veoma intenzivno zračenje — nivo koji je teško objasniti samo aktivnošću normalnih zvezda.
Jorge Zavala, koautor studije, ističe da trenutno modeli jonizacije gasa uglavnom potiču iz posmatranja bližih, poznatijih zvezdanih regiona i da obično ne predviđaju ovako intenzivne visokoiunizacione linije. Njihova snaga i odnos ukazuju na prisustvo aktivnog galaktičkog jezgra (AGN) sa akutno hranjenom crnom rupom, koja emituje vrlo visok energetski spektar fotona.
Ipak, GHZ2 nema sve tipične pokazatelje AGN-a, pa autori razmatraju i alternativne objašnjenja: ekstremno masivne zvezde (stotine do hiljada masa Sunca) ili neobičan režim formiranja zvezda koji bi mogao dati slične spektroskopske potpisе. Da bi odvojili doprinos zvezda i moguće AGN aktivnosti, tim je razvio kompleksne modele koji kombinuju oba izvora zračenja i iterativno ih prilagođavali podacima.
Zašto je otkriće važno
Ako se potvrdi da GHZ2 zaista sadrži aktivnu supermasivnu crnu rupu, to bi predstavljalo najraniji poznati primer takvog objekta i pružilo jedinstvenu priliku da se testiraju teorije o poreklu prvih supermasivnih crnih rupa. Dve glavne hipoteze su "lake seme" koje ekstremno brzo rastu i "teške seme" koje nastaju već sa velikom početnom masom; potvrda AGN-a u GHZ2 pomoći će da se proceni koja od ovih opcija je verovatnija.
Sledeći koraci
Istraživači planiraju dodatna posmatranja JWST-om sa većim spektroskopskim razlučivanjem za pojedine emisione linije, kao i dopunska merenja iz Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) koja pokrivaju daleko-infracrvene linije. Takvi podaci povećali bi senzitivnost i pomogli da se razjasni da li je izvor visokenergetskog zračenja AGN ili neki egzotičniji oblik zvezdane populacije.
Ukratko, GHZ2 je izuzetan kandidat za prirodni laboratorij u kojem se mogu testirati modeli rasta prvih crnih rupa i njihova rana koevoulucija sa domaćinskim galaksijama.
Pomozite nam da budemo bolji.
