Galaxie raného vesmíru s nenasytnou černou dírou. Kredit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani

Jedním z palčivých problémů dnešní astronomie je, že ve velmi mladém vesmíru nacházíme velmi velké supermasivní černé díry. Jsou tam hmotné, že by podle našich modelů neměly stihnout nabobtnat do velikosti, v jaké je pozorujeme. Někde je chyba, jen jde o to zjistit kde.

Hyewon Suh. Kredit: Gemini Observatory.

Hyewon Suhová z International Gemini Observatory/NSF NOIRLab a její spolupracovníci narazili na zajímavou stopu. Jde o supermasivní černou díru LID-568, která se nachází ve vesmíru starém asi 1,5 miliardy let. Na supermasivní černou díru je relativně lehká, její hmota je „pouhých“ 7,2 milionů Sluncí.

Badatelé supermasivní černou díru LID-658 objevili, když s Webbovým dalekohledem pozorovali vybrané galaxie z průzkumu Chandra X-ray Observatory's COSMOS Legacy Survey. Jde o populaci galaxií, které jsou extrémně zářivé v rentgenové oblasti spektra, ale současně jsou velmi nezřetelné ve viditelné a blízce infračervené oblasti.

Logo. Kredit: Gemini Observatory.

Webbův dalekohled je ale naštěstí tak výkonný, že dokáže detekovat takové galaxie v infračervené oblasti.

Suhová a spol. vymáčkli z přístrojů, co šlo, a odměnou jim byl objev, že supermasivní černá díra LID-658 polyká hmotu takovou rychlostí, že při tom čtyřicetkrát překračuje Eddingtonův limit.

Ten se vztahuje k maximální zářivosti, které může systém, v tomto případě supermasivní černá díra dosáhnout, a také k tomu, jak rychle může požírat hmotu, přičemž její vnitřní gravitační síla a vnější tlak vytvářený teplem stlačené požírané hmoty, zůstávají v rovnováze.

Podle kolegyně Suhové Julie Scharwächterové si to tahle supermasivní černá díra opravdu užívá. Její zářivost spočítali jako dramaticky vyšší, než by měl umožnit Eddingtonův limit. Jde o super eddingtinskou akreci hmoty (super-Eddington accretion).

Jak říká Scharwächterová, extrémní případ LID-568 ukazuje, že by nečekaně intenzivní krmení supermasivních černých děr mohlo být součástí vysvětlení záhady příliš velkých černých děr v příliš mladém vesmíru. Zároveň se ale také ukazuje, že Eddingtonův limit zjevně není až tak limitující, a že bude velmi zajímavé zjistit, jak je to možné.

Video: A Quick Look at COSMOS Legacy Survey

Literatura

Phys.org 4. 11. 2024.

Nature Astronomy online 4. 11. 2024.