Телескоп Џејмс Веб потврђује да супермасивна црна рупа бежи од своје галаксије домаћина брзином од 2 милиона мпх, кажу истраживачи
Ударни талас, далеко у свемиру, могао би бити издајнички знак првог потврђеног „одбеглог“ супермасива црна рупабежећи од своје галаксије домаћина брзином од 2,2 милиона миља на сат (3,6 милиона км/х).
Потенцијална потврда од Свемирски телескоп Џејмс Веб (ЈВСТ), објављено на серверу за препринт Аркив 3. децембра, још увек није рецензирано. Али је достављен Астропхисицал Јоурнал Леттерс и водећем аутору студије Пиетер ван Доккумпрофесор астрономије и физике на Универзитету Јејл, објавио је неколико рецензираних радова о кандидатима за супермасивне црне рупе последњих година.
Пратећи ток звезда
Црну рупу кандидата први је уочио 2023. године ван Доккумов тим, који је видео слабу линију на архивској слици свемирског телескопа Хабл. Призор је био толико чудан да је тим пратио нова запажања из опсерваторије Кецк на Хавајима.
Тадашња посматрања су показала да црна рупа има масу од 20 милиона сунаца и да је чудна линија била „буђење“ младих звезда које се протежу 200.000 светлосних година у пречнику простор — двоструки пречник читавог Млечног пута. Хуббле слика биљежи тренутак у времену када је свемир био отприлике упола мање стар од 13,8 милијарди година.
„Сумњали смо да би овај чудни објекат могао бити одбегла супермасивна црна рупа, али нисмо имали доказ о ‘пушећем пиштољу’“, рекао је ван Доккум. Дакле, за своје ново истраживање, тим се окренуо ЈВСТ-у, опсерваторији дубоког свемира која је јединствена по својој „осетљивости и оштрини“, рекао је ван Доккум, „да би видео прамчани удар који ствара црна рупа која се убрзава“.
Резултирајуће слике запрепастиле су тим.
ЈВСТ-ов средњи инфрацрвени инструмент приказао је ударни талас, или удар прамца, на предњој ивици бекства црне рупе кандидата са јасноћом без преседана. „Помало личи на таласе које ствара брод“, рекао је ван Доккум. „У овом случају, брод је црна рупа и веома је тешко видети, али можемо видети ‘воду’ — заиста, гас водоника и кисеоника — који (црна рупа) избацује испред себе.“
Ван Доккум је био запањен. „Све у вези са овим објектом говорило нам је да је то нешто заиста посебно, али видети овај јасан потпис у подацима било је невероватно задовољство“, додао је он.
Поред чисте резолуције ЈВСТ-а, ван Доккум је рекао да је његова студија показала да се запажања поклапају са Хабловим и Кецковим подацима у различитим таласним дужинама светлости. Подаци „сви пружају различите делове слагалице“, рекао је он, „и они се лепо уклапају – тачно онако како су предвиђали теоријски модели“.
Супермасивна мистерија
Проучавање одбеглих црних рупа, попут ове кандидаткиње, показује научницима више о томе како су галаксије и црне рупе еволуирале, рекао је ван Доккум. Већина великих галаксија има супермасивне црне рупе уграђене у центар, укључујући и наш Млечни пут. Да ли могу да побегну од својих чврстих галактичких веза је дуготрајна мистерија.
Једини начин на који би супермасивна црна рупа могла да буде истргнута из своје галаксије, према ван Доккуму, јесте да се бар две од ових црних рупа изузетно приближе једна другој, при чему интензивна гравитациона интеракција „избаци“ једну са места.
Ново истраживање сугерише да је кандидат за бекство настао након што су најмање две, а потенцијално чак и три, црне рупе биле у интеракцији. Са масама од најмање 10 милиона сунаца свако, ван Доккум је рекао да је насиље тог сусрета морало бити „прилично нешто“.
Што се тиче тога где даље тражити одбеглу супермасивну црну рупу, истраживачки рад примећује „неколико обећавајућих кандидата“, али је тумачење ових система тешко. Један пример је двосмислени објекат познат као „космичка сова“, који је отприлике 11 милијарди светлосних година удаљен од Земље.
Космичка сова, према новом документу, укључује два галактичка језгра – свако са активном супермасивном црном рупом у срцу галаксије – и трећу супермасивну црну рупу која је, чудно, „уграђена у облак гаса“ између две галаксије.
Како је та трећа црна рупа стигла у облаку гаса, питање је спора. Неки истраживачи кажу да је црна рупа можда бегунац који је побегао из једне од галаксија домаћина, али ЈВСТ запажања ван Доккумове групе оспорити то тумачење. Њихова запажања сугеришу да је црна рупа која није на свом месту „вероватније … настала на лицу места директним колапсом“ гаса, произведеног ударним таласима након што су се две галаксије замало судариле једна са другом.
Потребна су даља студија о овоме и другим објектима који могу садржати могуће бежање црне рупе. Ван Доккум је навео тренутну Еуклид и предстојећи Нанци Граце Роман свемирски телескопи као перспективни инструменти за истраживање, јер су ови телескопи дизајнирани да гледају цело небо, за разлику од ЈВСТ-а. „То ће нам рећи колико се често ово дешава – нешто што бисмо јако волели да знамо.“
