JWST je pomoću posmatranja objekta Abell2744‑QSO1 otkrio supermasivnu crnu rupu mase ~50 miliona Sunčevih masa koja čini ~66% ukupne mase sistema. Direktno merenje rotacije gasa NIRSpec instrumentom pokazuje da je većina mase koncentrisana u centralnoj crnoj rupi, što sugeriše da je mogla nastati „velika“ pre svoje galaksije. Rezultati, objavljeni u Nature i MNRAS, mogu promeniti modele formiranja crnih rupa u ranom svemiru.
JWST Otkrio Supermasivnu Crnu Rupu Koja Je Nastala Pre Svoje Galaksije — Direktno Merenje U Ranom Svemiru
An image from NIRCam on NASA’s James Webb Space Telescope shows Little Red Dot Abell2744-QSO1, magnified and triply imaged by galaxy cluster Abell 2744 (Pandora’s Cluster). | Credit: NASA, ESA, CSA, Lukas Furtak (Ben-Gurion University); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)
Posmatranja koje je izveo svemirski teleskop James Webb (JWST) otkrivaju da neke supermasivne crne rupe mogu da nastanu pre galaksija koje ih kasnije okružuju. Novo istraživanje fokusiralo se na objekat Abell2744‑QSO1 (QSO1) i pokazalo da centralna crna rupa ima masu od oko 50 miliona Sunčevih masa — što čini približno 66% ukupne mase sistema.
Šta su "Little Red Dots"?
"Little Red Dots" su zanimljivi, kompaktni objekti otkriveni 2022. godine zahvaljujući JWST‑u. Izgledaju crvenkasto u infracrvenim snimcima i bili su izuzetno učestali u vrlo ranom svemiru, ali praktično nestaju iz opažanja oko 1,5 milijardi godina posle Velikog praska.
An image detail from NIRCam on NASA’s James Webb Space Telescope shows the Little Red Dot Abell2744-QSO | Credit: NASA, ESA, CSA, Ignas Juodžbalis (Cambridge), Cosimo Marconcini (University of Florence), Roberto Maiolino (Cambridge), Francesco D'Eugenio (Cambridge), Hannah Übler (MPE); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)
Zašto je QSO1 posebno važan?
QSO1 je star oko 700 miliona godina nakon Velikog praska, a njegova svetlost putuje do nas više od 13 milijardi godina. Objekat je relativno lako proučavati zahvaljujući gravitacionom sočivu galaksijskog klastera Abell 2744 (Pandora's Cluster), koje pojačava i odvaja svetlost iz dalekog izvora.
Direktno merenje mase
Ranije su procene za QSO1 bile indirektne i ukazivale na ~40 miliona Sunčevih masa. Tim sa Univerziteta Kembridž je iskoristio instrument NIRSpec na JWST‑u da mapira kretanje gasa oko centra QSO1. Gas pokazuje skoro savršenu Keplerovu rotaciju, što znači da je većina mase koncentrisana u jednoj tački — centralnoj crnoj rupi. Na osnovu te rotacije istraživači su direktno izračunali masu: ~50 miliona Sunčevih masa.
An illustration shows a supermassive black hole surrounded by nothing but gas and dust| Credit: Robert Lea (created with Canva)
Implikacije za nastanak i rast crnih rupa
Odnosi mase crne rupe i ostatka objekta u QSO1 (crna rupa čini ~66% ukupne mase) su hiljadama puta veći nego kod tipičnih galaksija u današnjem, lokalnom svemiru. To sugeriše da ova crna rupa nije nastala klasičnim putem — kolapsom pojedinačne zvezde i dugotrajnim hranjenjem iz okoline — već je verovatno rođena „velika“. Mogući mehanizmi uključuju direktan kolaps velikog oblaka gasa (t. zv. "heavy seed") ili neki drugi, još nepoznat proces u najranijim trenucima svemira.
"Ovo je pomak paradigme, potpuna revizija klasičnih scenarija o tome kako se crne rupe formiraju i rastu," rekao je Roberto Maiolino iz Univerziteta Kembridž.
Šta sledi?
Tim sada ispituje druge Little Red Dots kako bi utvrdio da li je QSO1 tipičan primer ili izuzetak. Ako se slični odnosi mase pokažu čestim, modeli formiranja supermasivnih crnih rupa i ranih galaksija moraće da se preispitaju.
Publikacije: Rezultati su objavljeni u časopisima Nature i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Pomozite nam da budemo bolji.
