Badanie, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym „Science”, przeprowadzili naukowcy pod kierownictwem Andrew Newmana z Carnegie Science w Stanach Zjednoczonych.
Czytaj więcej
Naukowcy rozwiązali wieloletnią zagadkę dotyczącą Saturna. Przez długi czas wydawało się, że planeta obraca się z różną prędkością. Nowe obserwacje...
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pomógł określić masę czarnej dziury z wczesnego wszechświata
Naukowcy byli w stanie określić masę czarnej dziury – mimo że ta nie oświetla już swojego otoczenia – dzięki wykorzystaniu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (James Webb Space Telescope, JWST) do wykrywania ruchu gwiazd znajdujących się w pobliżu centrum galaktyki, na które oddziałuje grawitacja czarnej dziury.
Czarna dziura, którą zmierzyli badacze, znajduje się w centrum masywnej galaktyki o nazwie MRG-M0138. Światło z tej galaktyki, które dotarło do teleskopu JWST zostało wyemitowane w czasie, gdy wszechświat miał zaledwie około 3 mld lat. Galaktyka ta nie tworzy już gwiazd, a jej centralna czarna dziura również nie wykazuje aktywności. MRG-M0138 znajduje się za masywną gromadą galaktyk, która powiększa i rozciąga jej obraz. W rezultacie ta odległa galaktyka wydaje się ok. 30 razy większa niż w rzeczywistości.
– Udało nam się wykryć czarną dziurę znajdującą się w odległości 10 miliardów lat świetlnych dzięki połączeniu ostrości obrazu z teleskopu JWST z naturalną soczewką powiększającą – wyjaśnił Andrew Newman cytowany przez serwis EurekAlert!.
Czytaj więcej
To, co dziecko je w pierwszych latach życia, może wpływać na funkcjonowanie jego mózgu jeszcze wiele lat później. Analiza 73 badań wskazuje, że nie...
Pierwsze takie badanie masy czarnej dziury z wczesnego wszechświata
Przed tym odkryciem astronomowie z powodzeniem stosowali opisaną wyżej technikę wyłącznie do określania mas czarnych dziur w lokalnym wszechświecie. Zbiorcze ruchy gwiazd w centrach galaktyk wykorzystano do „zważenia” czarnych dziur oddalonych o ok. 700 mln lat świetlnych.
Jednak bez zaawansowanego zestawu instrumentów JWST i zjawiska soczewkowania grawitacyjnego, przeprowadzenie tego typu pomiarów w przypadku bardziej odległych galaktyk nie było możliwe.
– Łącząc dane z JWST z soczewkowaniem grawitacyjnym, mogliśmy zajrzeć do strefy oddziaływania czarnej dziury, gdzie jej grawitacja zwiększa prędkość gwiazd. To jedna z najlepszych technik, jakimi dysponujemy, by oszacować masę czarnej dziury, dlatego z entuzjazmem podeszliśmy do zastosowania jej w odniesieniu do znacznie wcześniejszego okresu w historii wszechświata – wyjaśnił Newman.
Do tej pory odkryto zaledwie kilka uśpionych czarnych dziur o tak dużej masie, a wszystkie z nich znajdowały się w pobliskiej części wszechświata.
Czytaj więcej
Małe dzieci uwielbiają bawić się na świeżym powietrzu. Teraz okazuje się, że ta forma spędzania wolnego czasu może pozytywnie wpływać na ich zdrowi...
Odkrycie dostarcza nowych wskazówek na temat tego, jak czarne dziury i galaktyki rozwijały się wspólnie we wczesnym wszechświecie. Pobliskie galaktyki wykazują ścisłe powiązania między masami ich centralnych czarnych dziur, a właściwościami otaczających je galaktyk. Trudno było jednak sprawdzić, czy te zależności istniały już miliardy lat temu. Wyniki badań naukowców sugerują, że najgęstsze galaktyki były miejscami gwałtownego wzrostu czarnych dziur na wczesnym etapie historii kosmosu.
Przyszłe obserwacje pozwolą jeszcze bardziej rozwinąć te badania. Zespół analizuje obecnie dane z JWST dotyczące innych podobnych galaktyk.
Naukowcy spodziewają się, że zastosowanie ich metod w odniesieniu do większej liczby galaktyk pomoże astronomom zrozumieć, w jaki sposób powstały i rozrastały się najmasywniejsze czarne dziury oraz jak kształtowały ewolucję galaktyk.
