Zaobserwowano starożytne zderzenie czarnych dziur, które miało miejsce wkrótce po Wielkim Wybuchu

Najnowocześniejszy Kosmiczny Teleskop Webba zaobserwował najodleglejsze jak dotąd połączenie czarnych dziur, które miało miejsce, gdy Wszechświat miał zaledwie 740 milionów lat. To pierwszy raz, kiedy astronomowie zaobserwowali fuzję na tak wczesnym etapie historii Wszechświata, co czyni ją rekordową.

Czarne dziury to masywne obiekty rozsiane po całym wszechświecie; ich pola grawitacyjne są tak silne, że nawet światło nie może uciec z ich horyzontów zdarzeń. Łączenie się czarnych dziur jest dokładnie tym, na co wygląda: powolny, straszny taniec pomiędzy dwoma obiektami, często w centrach odpowiednich galaktyk, ostatecznie łączący się w jeden obiekt.

Niedawnej obserwacji połączenia gwiazd dokonał zespół astronomiczny w maju 2023 roku przy użyciu instrumentu NIRSpec-IFU znajdującego się na Teleskopie Webba. Kosmiczne spotkanie dziur miało miejsce, gdy Wszechświat miał około trzy czwarte miliarda lat (dla porównania, wszechświat jest obecnie o 13 miliardów lat starszy!), w układzie galaktyk zwanym ZS7.

Połączenie zostało dostrzeżone dzięki cechom spektrograficznym akreujących czarnych dziur – takich, które aktywnie pochłaniają materię – które nie są widoczne dla teleskopów naziemnych. Na szczęście Webb znajduje się w L2, regionie kosmosu oddalonym o 1 milion mil od Ziemi, skąd może zajrzeć jeszcze głębiej w wszechświat.

„Nasze odkrycia sugerują, że łączenie się jest ważną drogą szybkiego wzrostu czarnych dziur, nawet o kosmicznym świcie” – powiedziała Hannah Übler, astronom z Uniwersytetu w Cambridge i główna autorka badania, w komunikacie ESA . „Wraz z innymi odkryciami Webba dotyczącymi aktywnych, masywnych czarnych dziur w odległym Wszechświecie, nasze wyniki pokazują również, że masywne czarne dziury kształtują ewolucję galaktyk od samego początku”.

Wizja Webba jest tak bystra, że ​​zespołowi udało się przestrzennie oddzielić dwie czarne dziury, ujawniając niektóre ich cechy fizyczne. Jedna z dziur ma masę około 50 milionów mas Słońca, a druga jest zasłonięta gęstą chmurą gazu. Pełny artykuł zespołu na temat odkrycia został opublikowany dzisiaj w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Kiedy czarne dziury się łączą, wysyłają grawitacyjne fale uderzeniowe , które ściskają i rozciągają czasoprzestrzeń na miliardy lat świetlnych. Fale te są wykrywane przez obserwatoria takie jak te zarządzane w ramach współpracy LIGO-Virgo-KAGRA, z których część po raz pierwszy wykryła fale grawitacyjne w 2015 roku .

Jednakże na horyzoncie rysuje się jaśniejsza przyszłość, jeśli chodzi o zrozumienie wszechświata grawitacyjnego. W styczniu ESA formalnie przyjęła laserową antenę interferometryczną (LISA), znajdujące się w przestrzeni kosmicznej obserwatorium fal grawitacyjnych, torując drogę do ostatecznego wystrzelenia i eksploatacji statku kosmicznego.

„Wyniki Webba mówią nam, że lżejsze systemy wykrywane przez LISA powinny pojawiać się znacznie częściej, niż wcześniej zakładano” – stwierdziła w tym samym komunikacie Nora Luetzgendorf, główny naukowiec projektu LISA w Europejskiej Agencji Kosmicznej. „Najprawdopodobniej spowoduje to dostosowanie naszych modeli do wskaźników LISA w tym zakresie mas. To dopiero wierzchołek góry lodowej.”

Podsumowując, następna generacja teleskopów kosmicznych odkrywa najwcześniejsze czarne dziury, ale także ich częstotliwość we wszechświecie. Odkrywanie zagadek czarnych dziur – tego, jak rosną, wchodzą w interakcje z otaczającymi je obszarami i kształtują je – pomoże astrofizykom zrozumieć niektóre z najbardziej podstawowych tajemnic wszechświata.

Więcej : 9 rzeczy, których nie wiedziałeś o czarnych dziurach