Pomoću nadograđenog instrumenta GRAVITY na Interferometru vrlo velikog teleskopa (VLTI) Europskog južnog opservatorija (ESO), tim astronoma pod vodstvom Max Planck Instituta za izvanzemaljsku fiziku odredio je masu crne rupe u galaksiji samo 2 milijarde godina nakon Velikog praska. S 300 milijuna solarnih masa, crna rupa je zapravo nedovoljno masivna u usporedbi s masom svoje domaćinske galaksije. Istraživači ispituju što se ovdje događa.
U lokalnom svemiru, astronomi su promatrali uske veze između svojstava galaksija i mase supermasivnih crnih rupa koje se nalaze u njihovim središtima, sugerirajući da galaksije i crne rupe zajedno evoluiraju. Ključni test bio bi istražiti ovaj odnos u ranoj kozmičkoj dobi, ali za te daleke galaksije, tradicionalne izravne metode mjerenja mase crne rupe su ili nemoguće ili izuzetno teške. Iako su te galaksije često vrlo sjajne (nazvane su “kvazari” ili “kvazi-zvjezdani objekti” kada su prvi put otkriveni 1950-ih), toliko su daleko da ih većina teleskopa ne može razlučiti.
Proboj
“2018. godine smo napravili prva probojna mjerenja mase crne rupe kvazara s GRAVITY-jem,” kaže Taro Shimizu, znanstvenik u Max Planck Institutu za izvanzemaljsku fiziku. “Ovaj kvazar bio je vrlo blizu, međutim. Sada smo došli sve do crvenog pomaka od 2,3, što odgovara vremenskom periodu od 11 milijardi godina unatrag.”
GRAVITY+ sada otvara novi i precizan način proučavanja rasta crnih rupa u ovoj ključnoj epohi, često nazvano “kozmičko podne”, kada su i crne rupe i galaksije brzo rasle.
“Ovo je zaista sljedeća revolucija u astronomiji – sada možemo dobiti slike crnih rupa u ranoj svemirskoj dobi, 40 puta oštrije nego što je moguće s James Webb teleskopom,” ističe Frank Eisenhauer, direktor u Max Planck Institutu za izvanzemaljsku fiziku, koji vodi grupu koja razvija instrument GRAVITY i unaprjeđenja GRAVITY+. Instrument GRAVITY spaja sva četiri teleskopa promjera 8 metara u sklopu ESO Vrlo Velikog Teleskopa putem interferometrije, efektivno kreirajući jedan ogroman virtualni teleskop promjera 130 metara.
Kretanja oblaka plina
Tim je bio u mogućnosti prostorno razlučiti kretanje oblaka plina oko središnje crne rupe galaksije, nazvane SDSS J092034.17+065718.0, dok rotiraju u gustome disku. To omogućava izravno mjerenje mase crne rupe. S 320 milijuna solarnih masa, masa crne rupe ispada zapravo manja u odnosu na svoju domaćinsku galaksiju, koja ima masu od oko 60 milijardi solarnih masa. To sugerira da je domaćinska galaksija rasla brže od supermasivne crne rupe, ukazujući na odgodu između rasta galaksije i crne rupe za neke sustave.
“Vjerojatni scenarij za evoluciju ove galaksije čini se da su snažne supernove povratne reakcije, gdje ove zvjezdane eksplozije izbacuju plin iz središnjih regija prije nego što može doseći crnu rupu u središtu galaksije,” kaže Jinyi Shangguan, znanstvenica u istoj istraživačkoj grupi. “Crna rupa može početi brzo rasti – i sustići rast galaksije u cjelini – tek kad galaksija postane dovoljno masivna da zadrži rezervoar plina u svojim središnjim regijama čak i protiv povratnih reakcija supernove.”
Da bi se utvrdilo je li ovaj scenarij također dominantan način suživota za druge galaksije i njihove središnje crne rupe, tim će nastaviti s više preciznih mjerenja masa crnih rupa u ranoj svemirskoj dobi.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
