|
Обнаружен неизвестный прежде тип чёрных дыр
|
|
|
|
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, астрономы обнаружили ненасытную сверхмассивную черную дыру, существовавшую в период существования космоса под названием "космический полдень", который произошел примерно через 4 миллиарда лет после Большого взрыва. Это открытие может еще больше пролить свет на тайну того, как сверхмассивные черные дыры вырастают до размеров, в миллионы и даже миллиарды раз превышающих размеры Солнца.
|
|
|
|
Эта черная дыра является частью коллекции объектов, которые космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил в раннем космосе под названием "маленькие красные точки", таинственные светящиеся точки, которые были обнаружены только недавно благодаря невероятно мощному инфракрасному излучателю этого космического телескопа стоимостью 10 миллиардов долларов. Однако при массе, эквивалентной массе Солнца в 100 миллионов раз, в этой черной дыре на самом деле нет ничего "маленького", и команда исследователей окрестила ее "Птицей", что означает "Большая красная точка".
|
|
|
|
Сами по себе черные дыры не излучают никакого света, фактически задерживая любой падающий свет из-за своего огромного гравитационного влияния, но когда эти космические титаны окружены огромным количеством вещества, которым они питаются, этот материал и струи, вырывающиеся из полюсов черных дыр, создают очень заметный и яркий объект называется квазар. Их можно увидеть с огромных расстояний; например, свет, исходящий от BiRD, достигает Земли в течение 10 миллиардов лет.
|
|
|
|
|
|
|
Птица была замечена в области неба вокруг ранее известного квазара под названием J1030+0524 (J1030), который сам по себе является питающей сверхмассивной черной дырой, расположенной примерно в 12,5 миллиардах световых лет от Земли. Эта область неба была хорошо изучена астрономами, в том числе и этой командой, которая работает в Национальном институте астрофизики (INAF). Однако именно при тщательном анализе изображений и спектров, полученных с помощью прибора JWST "Камера ближнего инфракрасного диапазона" (NIRCam), исследовательская группа обнаружила необычный источник света. Яркая точка в инфракрасном диапазоне, которая никогда не была обнаружена с помощью предыдущих рентгеновских снимков и других данных.
|
|
|
|
"На основе откалиброванных изображений был составлен каталог источников, присутствующих в полевых условиях. Именно там мы заметили BiRD: яркий точечный объект, который, однако, не был звездой и не фигурировал в существующих рентгеновских и радиокаталогах", - говорится в заявлении Федерики Лоиаконо, руководителя группы и научного сотрудника INAF, переведенном с итальянского. "Я проанализировал его спектр, который говорит нам о химическом составе и некоторых физических свойствах объекта".
|
|
|
|
Это возможно благодаря тому, что элементы поглощают и излучают свет на определенных и характерных частотах. Это означает, что элементы оставляют свои "отпечатки пальцев" в длинах волн света, или спектрах.
|
|
|
|
"Мы обнаружили четкие сигналы присутствия водорода — в частности, линию, называемую гамма Пашена, светящуюся сигнатуру, которая указывает на присутствие ионизированного водорода — и гелия, также видимую при поглощении", - сказал Лоиаконо. "Эти детали позволили нам оценить расстояние до птицы, обнаружив, что она находится относительно близко к нам по сравнению с большинством известных на сегодняшний день маленьких красных точек. Также на основе анализа спектра этого источника мы смогли оценить массу центральной черной дыры: она примерно в 100 миллионов раз больше массы Солнца".
|
|
|
|
Маленькие красные точки - это очень компактные объекты с любопытными спектроскопическими характеристиками. Существует множество возможных теорий, связанных с этими телами, включая недавнее предположение, что они могут быть новым классом небесных тел, называемых "звездами-черными дырами". Одна из преобладающих теорий утверждает, что маленькие красные точки питают и увеличивают сверхмассивные черные дыры. Проблема с этой концепцией заключается в том факте, что область вокруг хищных черных дыр должна сильно излучать в рентгеновской области электромагнитного спектра, но, похоже, это не относится к маленьким красным точкам или птицам.
|
|
|
|
Одно из возможных объяснений этого заключается в том, что маленькие красные точки - это "семена" массивных черных дыр, из которых вырастают сверхмассивные черные дыры, и поэтому они все еще покрыты толстой оболочкой из газа и пыли, которая поглощает высокоэнергетическое рентгеновское излучение, позволяя при этом проникать низкоэнергетическому инфракрасному свету.
|
|
|
|
Но даже среди известных маленьких красных точек птица является странным примером.
|
|
|
|
"До появления BiRD на таком же космическом расстоянии были известны только две другие маленькие красные точки с такими же спектральными характеристиками, включая линии гелия и гамма-лучи Пашена", - пояснил Лоиаконо. "Сравнивая спектральные свойства BiRD с двумя другими, мы обнаружили сильное сходство: ширина линий, поглощение, масса черной дыры и плотность газа очень похожи. Это привело нас к выводу, что BiRD принадлежит к тому же семейству, что и маленькие красные точки".
|
|
|
|
В дополнение к открытию Берда, это исследование может изменить представления ученых о маленьких красных точках и, в свою очередь, о росте и эволюции сверхмассивных черных дыр. Ранее считалось, что эти объекты начали исчезать примерно 11 миллиардов лет назад, когда наступил космический полдень. Однако эта команда провела расчеты, оценивающие количество маленьких красных точек во время космического полудня, и обнаружила, что в эту космическую эпоху их все еще было много.
|
|
|
|
"Теперь задача состоит в том, чтобы распространить исследование на большее число близлежащих LRD, которые мы можем изучить более подробно, чем удаленные, чтобы составить более полную картину", - заключил Лоиаконо. "JWST открыла новые горизонты во внегалактической астрофизике, обнаружив объекты, о существовании которых мы даже не подозревали, и мы находимся только в начале этого приключения".
|
|
|
|
Источник
|
