Rekordní vymrštění částic vyvržených ze supermasivních černých děr v časném vesmíru

Data Chandry mohla odhalit nejvzdálenější známou rentgenovou supermasivní černou díru. Zdrojem paprsku je kvasar (rychle rostoucí černá díra) nacházející se ve středu mladé galaxie vzdálené asi 12,7 miliardy světelných let od Země. První panel je ilustrací umělcova detailního pohledu na kvasar a jeho vyhazovač, stejně jako v PJ352-52. Obrázek ukazuje rentgenová data od Chandry na PJ352-15, stejně jako optická a infračervená data z Gemini-North Telescope a Keck-I. Tento výsledek může pomoci vysvětlit, jak byla největší černá díra vytvořena v nejranější fázi historie vesmíru. Zdroj obrázku: Rentgen: NASA / CXO / JPL / T. Conner Optics: Gemini / NOIRLab / NSF / AURA; Infračervené: WM Keck Observatory; Ilustrace: NASA / CXC / M.Weiss

Astronomové našli důkazy o ultra dlouhých paprskech supermasivních částic Černá díra V raném vesmíru NASAChandra X-ray Observatory.

Pokud se to potvrdí, bude to nejvzdálenější supermasivní černá díra, jejíž rentgenově detekované paprsky pocházejí z galaxie Mléčná dráha vzdálená asi 12,7 miliardy světelných let od Země. To může pomoci vysvětlit, jak největší černé díry vznikly v nejranějších dobách v historii vesmíru.

Zdrojem paprsku je kvasar – rychle se rozvíjející supermasivní černá díra s názvem PSO J352.4034-15.3373 (zkráceně PJ352-15), která se nachází ve středu mladé galaxie. Je to jeden ze dvou nejsilnějších kvasarů detekovaných v rádiových vlnách v první miliardě let po rádiových vlnách. velký třesk„Jeho hmotnost je miliardkrát větší než hmotnost Slunce.

Jak může supermasivní černá díra v této rané fázi vesmíru tak rychle růst na tak obrovskou hmotu? Toto je jedna z klíčových otázek dnešní literatury.

Ačkoli černé díry mají silnou gravitační přitažlivost a děsivou pověst, černé díry nevyhnutelně nepřitahují vše, co se k nim blíží. Hmota pohybující se kolem černé díry disku musí ztratit rychlost a energii, než může spadnout dovnitř a překročit takzvaný horizont událostí, to znamená, že neexistuje žádný bod návratu. Když magnetické pole pohání paprsek, vytváří brzdný účinek na disk. To je klíčový způsob, jak materiály v disku ztrácejí energii a tím zvyšují rychlost růstu černých děr.

Thomas Connor z Jet Propulsion Laboratory NASA řekl: „Pokud se kolotoč na hřišti bude pohybovat příliš rychle, bude pro dítě obtížné se přesunout do centra, takže někdo nebo něco musí zpomalit.“Společná policie) Pasadena, Kalifornie, která vedla výzkum. „Kolem supermasivní černé díry věříme, že proud může odnést dostatek energie, takže hmota může spadnout dovnitř a černá díra může růst.“

Astronomové musí pozorovat PJ352-15 s jasným zorným polem Chandry po dobu tří dnů, aby zjistili důkazy o rentgenových paprskech. Rentgenové paprsky byly nalezeny z kvasaru ve stejném směru jako mnohem kratší paprsky pozorované v rádiových vlnách, vzdálených asi 160 000 světelných let od kvasaru.Naproti tomu celý Galaxie Přesahuje 100 000 světelných let.

PJ352-15 překonal několik různých astronomických rekordů. Za prvé, nejdelší tryska, která byla dříve pozorována za miliardu let po Velkém třesku, je dlouhá jen asi 5 000 světelných let, což odpovídá rádiovým pozorováním PJ352-15. Zadruhé, PJ352-15 je asi o 300 milionů světelných let dále, než byl dosud zaznamenán nejvzdálenější rentgenový paprsek.

„Délka tohoto paprsku je velmi dlouhá, protože to znamená, že supermasivní černá díra, která ji ovládá, probíhá již dlouhou dobu,“ spoluautor Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) v Heidelbergu v Německu Eduardo Barnados řekl. „Tento výsledek zdůrazňuje, jak rentgenové studie vzdálených kvasarů poskytují klíčovou metodu pro studium růstu nejvzdálenějších supermasivních černých děr.“

Když je vesmír starý pouze 980 milionů let, což je méně než jedna desetina jeho současného věku, je emitováno světlo detekované z tohoto paprsku. V tomto okamžiku je kosmické mikrovlnné záření na pozadí (CMB), které zbylo z Velkého třesku, mnohem silnější než dnes.

Když elektrony v paprsku odlétají z černé díry rychlostí blízkou rychlosti světla, procházejí a srážejí se s fotony, které tvoří záření CMB, čímž zvyšují energii fotonů do oblasti rentgenového záření , což je detekováno jako Chandra. V tomto případě je jas rentgenových paprsků výrazně lepší ve srovnání s rádiovými vlnami. To je v souladu s pozorováním, že charakteristiky velkého rentgenového paprsku nemají žádné související rádiové emise.

Daniel Stern, spoluautor JPL, řekl: „Naše výsledky naznačují, že rentgenové pozorování může být jedním z nejlepších způsobů studia kvasarů v raném vesmíru.“ „Jinými slovy, budoucnost rentgenového pozorování může být klíčem k odemknutí minulých tajemství našeho vesmíru. “

Další informace o tomto výzkumu najdete v článku „Velké rentgenové paprsky – rozšířené o 160 000 světelných let – pořízené ze supermasivních černých děr v raném vesmíru“.

Reference: „Thomas Connor, Eduardo Barnados, Daniel Stern, Chris Carrily, Andrew Fabian, Emanuel Mongian, Sophia Rojas Ruiz, Roberto Decari, Romanto Decari, Emmanuel Paolo Farina (Paolo Farina), Chiara Mazzucchelli a Hannah P. Earnshaw, byli přijati, Astrofyzikální deník.
arXiv: 2103.03879

Dokument popisující tyto výsledky byl přijat ke zveřejnění v Astrofyzikální deník. Dalšími spoluautory příspěvku jsou Chris Carilli (NRAO, Socorro, Nové Mexiko); Andrew Fabian (University of Cambridge, UK); Emmanuel Momjian (NRAO); Sofia. Rojas Ruiz (MPIA); Roberto Decarli (INAF, Bologna) , Itálie); Emanuele Paolo Farina (Institut Maxe Plancka pro astrofyziku, Garching, Německo); Chiara Mazzucchelli (že, Chile); Hannah P. Earnshaw (Cartec University, Pasadena, Kalifornie).

Centrum Marshal Space Flight NASA řídí program Chandra. Chandra X-ray Center at the Smithsonian Astronomical Observatory řídí vědu v Cambridge v Massachusetts a letové operace v Burlingtonu v Massachusetts.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mimořádný příklad toho, jak voda a led mohou formovat zemi

29. května 2021 Jedna z největších delt na světě je pozoruhodným příkladem toho, jak voda a led mohou formovat pevninu. Delta Yukon-Kuskokswim je jednou z největších...

Prehistorický typ člověka, který byl dříve vědě neznámý

Statická lebka, dolní čelist a temenní pravopis. Fotografický kredit: Tel Avivská univerzita Dramatický objev během izraelských vykopávek Objev nové homo skupiny v této oblasti, která...

Jak vznikla supermasivní černá díra

Výzkum vedený Kalifornskou univerzitou, Riverside poukázal na semeno černé díry vytvořené zhroucením halo temné hmoty. Supermasivní černé díry neboli SMBH jsou černé díry s hmotností...

MIT dosahuje významného pokroku směrem k plné implementaci kvantového výpočtu

Nastavitelná spojka může zapnout a vypnout interakci qubit-qubit. Nežádoucí, zbytkové (ZZ) interakce mezi dvěma qubity jsou eliminovány použitím vyšších úrovní energie v konektoru....

Rakovina prostaty související s obezitou – skutečné rozdělení tělesného tuku se zdá být důležitým faktorem

Tým INRS zkoumá souvislost mezi tělesnou hmotností a rizikem rakoviny. Rakovina prostaty je nejčastější formou rakoviny u kanadských mužů a třetí nejčastější příčinou úmrtí na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.