To najodleglejsza fuzja czarnych dziur, jaką kiedykolwiek zauważyli badacze. Odkrycie, o którym poinformowano na łamach "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" (https://academic.oup.com/mnras/advance-article/doi/10.1093/mnras/stae1267/7674898?searchresult=1), dostarczyło naukowcom wskazówek na temat formowania się tak ogromnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.

Badacze uważają, że masywne czarne dziury miały duży wpływ na ewolucję galaktyk. Jednak współczesna kosmologia wciąż nie daje jednoznacznych odpowiedzi na pytania, w jaki sposób te obiekty zyskały tak olbrzymią masę. Odkrycie gigantycznych czarnych dziur powstałych w czasie krótszym niż miliard lat od Wielkiego Wybuchu (który nastąpił ok. 13,8 mld lat temu), wskazuje, że ich wzrost musiał przebiegać bardzo szybko.

Obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba rzucają nowe światło na rozrastanie się czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Obrazy zarejestrowane przez JWST dostarczają m.in. dowodów na połączenie dwóch galaktyk i masywnych czarnych dziur w ich centrach. Wydarzyło się to w chwili, gdy Wszechświat miał tylko 740 milionów lat.

Odkrytemu właśnie układowi nadano nazwę ZS7.

Astronomowie identyfikują masywne czarne dziury na podstawie charakterystycznych cech spektrograficznych uzyskanych m.in. za pomocą Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) – instrumentu do badań w bliskiej podczerwieni, w który jest wyposażony teleskop Webba.

"Znaleźliśmy dowody na obecność gęstego gazu poruszającego się bardzo szybko w pobliżu czarnej dziury, a także gorącego i silnie zjonizowanego gazu, rozświetlonego przez promieniowanie energetyczne, wytwarzane zwykle przez czarne dziury podczas akrecji (opadania rozproszonej materii na powierzchnię czarnej dziury pod wpływem grawitacji - PAP)" – wyjaśniła główna autorka badania, dr Hannah Übler z Instytutu Kosmologii Kavli na Uniwersytecie Cambridge (Wielka Brytania).

Badaczka dodała, iż potężna rozdzielczość aparatury JWST pozwoliła jej zespołowi na przestrzenne rozdzielenie dwóch czarnych dziur i ustalenie, że jedna z nich ma masę 50 mln razy większą od masy Słońca.

"Masa drugiej czarnej dziury jest prawdopodobnie podobna, jednak znacznie trudniej to zmierzyć, ponieważ ten obiekt tkwi w gęstym gazie" – tłumaczył członek zespołu, prof. Roberto Maiolino, astrofizyk z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Cambridge.

"Nasze odkrycia sugerują, że łączenie się jest ważnym procesem, dzięki któremu czarne dziury mogą szybko rosnąć – i że było tak również w okresie kosmicznego świtu (to okres od ok 100 mln lat do 1 mld lat po Wielkim Wybuchu - PAP). Obok innych obserwacji Webba - wyniki naszych badań pokazują również, że masywne czarne dziury kształtowały ewolucję galaktyk od samego początku" – powiedziała dr Übler.

Autorzy odkrycia zauważają również, że połączone czarne dziury emitują fale grawitacyjne (niewidoczne zmarszczki w strukturze czasoprzestrzeni wywoływane przez gwałtowne i wysokoenergetyczne wydarzenia we Wszechświecie), które można wykryć za pomocą aparatury nowej generacji. W takie instrumenty będzie wyposażone pierwsze obserwatorium fal grawitacyjnych - Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Misja ESA, która ma się rozpocząć w 2037 r., zakłada rozmieszczenie na orbicie okołosłonecznej trzech satelitów mierzących fale grawitacyjne.

Zespół dr Übler zajmie się teraz badaniem związków między masywnymi czarnymi dziurami a galaktykami, w których się mieszczą. Naukowcy za pomocą JWST będą wyszukiwać fuzje czarnych dziur, by określić częstotliwość takich zdarzeń, ich wpływ na rozrost czarnych dziur i pojawianie się fal grawitacyjnych. (PAP)

Anna Bugajska

abu/ zan/