Космички дух: Телескоп Џејмс Веб пронашао најудаљенију успавану црну рупу

Свемирски телескоп „Џејмс Веб“ открио је најудаљенију неактивну црну рупу до сада познату науци, скривену у галаксији удаљеној више од 10 милијарди светлосних година од Земље.

Новоанализирана црна рупа налази се у галаксији MRG-M0138 и обара досадашњи рекорд удаљености за овакву врсту објеката чак 15 пута, наводи се у студији објављеној у четвртак у научном часопису Science.

Проучавање оваквих црних рупа, насталих у раним фазама 13,8 милијарди година старог свемира, омогућиће истраживачима до сада невиђен увид у развој црних рупа у младом универзуму.

Научници сумњају да се у галаксији MRG-M0138 некада налазио квазар – изузетно сјајна и супермасивна црна рупа – која је веома брзо расла. Током тог процеса избацила је значајну количину гаса неопходног за настанак нових звезда. Тако је формирање звезда нагло прекинуто, а црна рупа остала без извора „горива“, што би могло да објасни зашто овај део свемира данас делује тако мирно.

Када звезде престану да настају

Научнике посебно занима колико брзо престаје стварање звезда у древним галаксијама попут ове.

Галаксија MRG-M0138 само је део много ширег скупа података о галаксијама из раног свемира које је прикупио телескоп „Џејмс Веб“. Истраживачки тим је током претходне године анализирао још четири удаљене галаксије чију је светлост појачао ефекат гравитационог сочива, а обрада података и даље траје.

„Док су звезде у галаксији MRG-M0138 веома старе, у другим галаксијама које смо недавно посматрали телескопом JWST формирање звезда престало је много касније“, рекао је водећи аутор студије Ендру Њуман, научни сарадник Института Карнеги за науку у Калифорнији.

„Оне су попут жаришта која можемо проучавати да бисмо открили шта је угасило ватру“, додао је Њуман.

Он је навео да истраживачи посебно трагају за траговима гаса који је избачен из галаксије дејством црне рупе која је била активнија од оне у галаксији MRG-M0138.

Црна рупа тешка шест милијарди Сунаца

Поред проучавања процеса престанка формирања звезда, истраживачи су успели да одреде и масу црне рупе у галаксији MRG-M0138.

Испоставило се да је њена маса приближно шест милијарди пута већа од масе Сунца.

До тог мерења није било лако доћи. Пошто је црна рупа неактивна и не ступа у интеракцију са околним гасом, она је практично невидљива на свим таласним дужинама светлости.

Да би измерили масу овог космичког гиганта, научници су применили технику која се обично користи за много ближе галаксије и заснива се на праћењу кретања звезда. У томе им је помогло природно „увећавајуће стакло“ у свемиру — гравитационо сочиво.

Између Земље и галаксије MRG-M0138 налази се још једна галаксија чија је гравитација толико снажна да савија светлост објеката иза себе и тако их увећава.

Захваљујући том ефекту, слика галаксије MRG-M0138 постала је око 30 пута већа него што би иначе била видљива, што је омогућило научницима да прате кретање звезда које орбитирају око црне рупе.

Анализом брзине и начина њиховог кретања, као и разлика између звезда које су ближе и даље од центра галаксије, истраживачи су израчунали масу црне рупе.

„Показали смо да је ова техника примењива и на галаксије из раног свемира. То нам сада омогућава да направимо много потпунији попис развоја црних рупа током космичке историје и боље разумемо њихову улогу у еволуцији галаксија“, рекао је коаутор студије Ричард Елис, професор астрофизике на Универзитетском колеџу у Лондону.

У потрази за новим древним галаксијама

Ипак, за свеобухватно истраживање биће неопходне и друге методе, јер је телескоп „Џејмс Веб“ пројектован да веома детаљно посматра релативно мали део неба.

Због тога научници полажу наде у податке које прикупља свемирски телескоп Euclid, намењен посматрању широких делова неба, као и у будући „Ненси Грејс Роман“ спејс телескоп (Nancy Grace Roman Space Telescope), чије је лансирање планирано касније ове године.

„Желимо да пронађемо још галаксија попут ове – места у којима је формирање звезда престало још у раном свемиру и која су додатно увећана гравитационим сочивом“, рекао је Њуман.

„Потребни су нам осетљиви инфрацрвени снимци великих делова неба да бисмо пронашли овако ретке објекте, а управо такве податке обезбеђује телескоп 'Еуклид', док ће их ускоро допунити и телескоп 'Роман'.“