JWST je omogućio najudaljenije direktno merenje mase supermasivne crne rupe: crna rupa u galaksiji MRG‑M0138 (udaljena ~10 mlrd svetlosnih godina) ima oko 6 milijardi Sunčevih masa. Istraživači su kombinovali zvezdanu dinamiku i gravitaciono sočivo koje je pojačalo svetlost za ~30×. Galaksija je pasivna, što ukazuje da je ranija kvazarska aktivnost verovatno isterala gas i ugasila formiranje zvezda.
JWST Izmerio Masu 'Uspavane' Supermasivne Crne Rupe Na 10 Mlrd Svetlosnih Godina — 6 Milijardi Sunčevih Masa
The lensed galaxy MRG-M013 which the JWST used to weigh a distant supermassive black hole. | Credit: NASA/JWST
Korišćenjem svemirskog teleskopa James Webb (JWST), astronomi su „izmerili“ masu uspavane supermasivne crne rupe u galaksiji MRG‑M0138, udaljenoj oko 10 milijardi svetlosnih godina. To je najudaljenija direktna procena mase supermasivne crne rupe do sada.
Podaci JWST‑a pokazuju da masa ove crne rupe iznosi približno 6 milijardi puta masu Sunca. Galaksiju posmatramo takvu kakva je bila kada je svemir imao oko 4 milijarde godina, pa ovo merenje daje uvid u rani razvoj crnih rupa i njihov uticaj na evoluciju galaksija.
This diagram shows how the effect of gravitational lensing around a normal galaxy focuses the light coming from a very distant star-forming galaxy merger to created a distorted, but brighter view. | Credit: ESA/ESO/M. Kornmesser
Kako su izmerili masu?
Istraživači su koristili metodu poznatu kao zvezdana dinamika — praćenje kolektivnog kretanja zvezda u centru galaksije kako bi odredili gravitacioni uticaj nevidljive crne rupe. Za tako udaljeni objekat ova tehnika sama po sebi obično nije dovoljna, ali tim je iskoristio prirodni fenomen gravitacionog sočiva koji je pojačao svetlost MRG‑M0138 za oko 30 puta, omogućivši detaljnija posmatranja.
"Određivanje kolektivnog kretanja zvezda u jezgru ove udaljene galaksije omogućilo nam je da izmerimo masu inače nedetektabilne supermasivne crne rupe," rekao je voditelj tima Richard Ellis (University College London).
Do sada je ista tehnika zvezdane dinamike uspešno upotrebljena mnogo bliže — primer je Sgr A* u centru naše Galaksije (oko 4,3 miliona Sunčevih masa, udaljen ~26.000 svetlosnih godina). Prethodni najudaljeniji slučaj takvog merenja bio je na oko 700 miliona svetlosnih godina; novo merenje je približno 15 puta dalje.
The lensed galaxy MRG-M013 which the JWST used to weigh a distant supermassive black hole determining it to have 6 billion solar masses. | Credit: NASA/JWST
Zašto je ovo važno?
Posmatranja pokazuju i da je sama galaksija MRG‑M0138 pasivna (quiescent) — više ne stvara nove zvezde. To se poklapa sa scenarijem u kome je ranija faza intenzivnog akretovanja crne rupe (kvazar/AGN) izbacila gas i prašinu iz galaksije, čime je onemogućeno dalje formiranje zvezda.
"Kombinovanjem podataka JWST‑a i gravitacionog sočiva mogli smo da zavirimo unutar sfere uticaja crne rupe, gde njena gravitacija ubrzava zvezde," rekao je Andrew Newman (Carnegie Science).
Ovo merenje otvara put za sistematsko proučavanje rasta supermasivnih crnih rupa u ranim epohama svemira i njihove uloge u gašenju zvezdotvornih procesa u domaćinskim galaksijama.
Studija tima objavljena je 4. juna u časopisu Science.
Pomozite nam da budemo bolji.
