Рентгенівська обсерваторія Чандра НАСА отримала остаточні докази того, що далекий квазар, що утворився менше ніж через мільярд років після Великого вибуху, містить повністю вирощену надмасивну чорну діру, яка генерує енергію зі швидкістю двадцять трильйонів сонців. Існування таких масивних чорних дір у цю ранню епоху Всесвіту кидає виклик теоріям утворення галактик і надмасивних чорних дір.
Астрономи Даніель Шварц і Шаніл Вірані з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі, штат Массачусетс, спостерігали квазар, відомий як SDSSp J1306, який знаходиться на відстані 12,7 мільярда світлових років. Оскільки, за оцінками, Всесвіту 13,7 мільярдів років, ми бачимо квазар, як це був мільярд років після Великого вибуху. Вони виявили, що розподіл рентгенівських променів за допомогою енергії або рентгенівського спектра не відрізняється від розподілених поблизу, більш старих квазарів. Аналогічно, відносна яскравість на оптичних і рентгенівських довжинах хвиль SDSSp J1306 була аналогічною яскравості сусідньої групи квазарів. Оптичні спостереження свідчать, що маса чорної діри становить близько мільярда сонячних мас.
Докази чергової надмасивної чорної діри ранньої епохи були опубліковані раніше командою вчених з Каліфорнійського технологічного інституту та Великобританії за допомогою рентгенівського супутника XMM-Newton. Вони спостерігали за квазаром SDSSp J1030 на відстані 12,8 мільярда світлових років і виявили по суті такий же результат для рентгенівського спектру, як і вчені Смітсонівського для SDSSp J1306. Точне розташування та спектр Chandra для SDSSp J1306 з майже однаковими властивостями усувають будь-яку затяжну невизначеність, що існує суцільна надмасивна чорна діра.
"Ці два результати, схоже, вказують на те, що спосіб надмасивних чорних дір виробляє рентгенівські знімки майже з самого раннього часу у Всесвіті залишався однаковим", - сказав Шварц. "Це означає, що центральний двигун чорної діри у масивній галактиці сформувався дуже скоро після Великого вибуху".
Серед астрономів існує загальна згода, що рентгенівське випромінювання поблизу надмасивних чорних дір виробляється, коли газ тягнеться до чорної діри і нагрівається до температур, що становлять від мільйонів до мільярдів градусів. Більша частина падаючого газу зосереджена в швидко обертовому диску, внутрішня частина якого має гарячу атмосферу або корону, де температура може підніматися до мільярдів градусів.
Хоча точна геометрія та деталі виробництва рентгенівських променів не відомі, спостереження численних квазарів або надмасивних чорних дір показали, що багато з них мають дуже схожі спектри рентгенівських променів, особливо при високій енергії рентгенівських променів. Це говорить про те, що основна геометрія та механізм однакові для цих об'єктів.
Чудова схожість рентгенівських спектрів молодих надмасивних чорних дір із показниками набагато більш старих означає, що надмасивні чорні діри та їх накопичувальні диски вже існували менше ніж через мільярд років після Великого вибуху. Можливість полягає в тому, що мільйони 100 чорних дір сонячної маси утворюються в результаті обвалення масивних зірок у молодій галактиці, а згодом накопичили чорну діру на мільярд сонячних мас у центрі галактики за рахунок злиття та накопичення газу.
Щоб відповісти на питання про те, як і коли сформувалися надмасивні чорні діри, астрономи планують використовувати дуже глибокі оголення Чандри та інші опитування для виявлення та вивчення квазарів ще в більш ранньому віці.
Документ Шварца та Вірані про SDSSp J1306 був опублікований у випуску «Астрофізичного журналу» 1 листопада 2004 року. Документ Данкана Фарра та його колег щодо SDSS J1030 був опублікований у випуску "Астрофізичного журналу" 10 серпня 2004 року.
Чандра спостерігав за J1306 за допомогою свого розширеного спектрометра для візуалізації ПЗС (ACIS) протягом приблизно 33 годин у листопаді 2003 року. Центр космічних польотів Маршалла НАСА, Хантсвілль, штат Алавіа, керує програмою "Чандра" в Управлінні космічних наук NASA у Вашингтоні. Northrop Grumman з Редондо Біч, штат Каліфорнія, раніше TRW, Inc., був головним підрядником розвитку обсерваторії. Смітсонівська астрофізична обсерваторія контролює наукові та льотні операції з рентгенівського центру Чандра в Кембриджі, штат Массачусетс.
Додаткову інформацію та зображення можна отримати за адресою:
http://chandra.harvard.edu та http://chandra.nasa.gov
Оригінальне джерело: Chandra News Release
