Chandra X-ray Observatory NASA získala definitivní důkazy, že vzdálený kvazar vytvořený méně než miliarda let poté, co Velký třesk obsahuje plně vyrostlou supermasivní černou díru vytvářející energii ve výši dvaceti bilionů sluncí. Existence takových masivních černých děr v této rané epochě vesmíru zpochybňuje teorie vzniku galaxií a supermasivních černých děr.
Astronomové Daniel Schwartz a Shanil Virani z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku v Cambridge, MA pozorovali kvasar, známý jako SDSSp J1306, který je vzdálený 12,7 miliardy světelných let. Jelikož se vesmír odhaduje na 13,7 miliardy let, vidíme kvasar tak, jak to bylo miliardu let po Velkém třesku. Zjistili, že distribuce rentgenového záření energií nebo rentgenovým spektrem je nerozeznatelná od blízkých starších kvasarů. Podobně relativní jas na optických a rentgenových vlnových délkách SDSSp J1306 byl podobný jako v blízké skupině kvazarů. Optická pozorování naznačují, že hmotnost černé díry je asi miliarda slunečních hmot.
Důkaz o další časně epochové supermasivní černé díře byl dříve publikován týmem vědců z Kalifornského technologického institutu a Velké Británie pomocí rentgenového satelitu XMM-Newton. Pozorovali kvasar SDSSp J1030 ve vzdálenosti 12,8 miliard světelných let a našli v podstatě stejný výsledek pro rentgenové spektrum jako Smithsonovští vědci pro SDSSp J1306. Přesná poloha a spektrum Chandry pro SDSSp J1306 s téměř stejnými vlastnostmi eliminují jakoukoli přetrvávající nejistotu, že existují předčasné supermasivní černé díry.
"Zdá se, že tyto dva výsledky naznačují, že způsob, jakým supermasivní černé díry produkují rentgenové paprsky, zůstal v podstatě stejný od velmi raného data ve vesmíru," řekl Schwartz. "To znamená, že motor střední černé díry v obrovské galaxii vznikl velmi brzy po Velkém třesku."
Mezi astronomy panuje obecná shoda v tom, že rentgenové záření z okolí supermasivních černých děr je produkováno, když je plyn tlačen směrem k černé díře a zahříván na teploty v rozmezí od milionů do miliard stupňů. Většina nafouknutého plynu je koncentrována v rychle se otáčejícím disku, jehož vnitřní část má horkou atmosféru nebo korónu, kde teploty mohou stoupat na miliardy stupňů.
Ačkoli přesná geometrie a detaily výroby rentgenového záření nejsou známy, pozorování četných kvasarů nebo supermasivních černých děr ukázala, že mnoho z nich má velmi podobná rentgenová spektra, zejména při vysokých rentgenových energiích. To naznačuje, že základní geometrie a mechanismus jsou pro tyto objekty stejné.
Pozoruhodná podobnost rentgenových spekter mladých supermasivních černých děr s těmi mnohem starších znamená, že supermasivní černé díry a jejich narůstající disky již byly zavedeny méně než miliarda let po Velkém třesku. Jednou z možností je, že miliony 100 černých děr solární hmoty se vytvořily z kolapsu hmotných hvězd v mladé galaxii a následně vytvořily černou díru ve hmotě miliardu solárních hmot ve středu galaxie prostřednictvím fúzí a hromadění plynu.
Aby astronomové odpověděli na otázku, jak a kdy se vytvářely supermasivní černé díry, plánují použít velmi hluboké expozice Chandry a další průzkumy k identifikaci a studiu kvasarů již v dřívějších věcích.
Příspěvek Schwartze a Viraniho o SDSSp J1306 byl publikován v 1. listopadu 2004 v The Astrophysical Journal. Článek Duncana Farrah a jeho kolegů o SDSS J1030 byl publikován v The Astrophysical Journal 10. srpna 2004.
Chandra pozoroval J1306 pomocí svého přístroje Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) v listopadu 2003 přibližně 33 hodin. Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Řídí program Chandra pro Office of Space Science ve Washingtonu. Northrop Grumman z Redondo Beach, Kalifornie, dříve TRW, Inc., byl hlavním dodavatelem vývoje observatoře. Smithsonian Astrofyzical Observatory řídí vědu a letové operace z rentgenového centra Chandra v Cambridge, Massachusetts.
Další informace a obrázky jsou k dispozici na adrese:
http://chandra.harvard.edu a http://chandra.nasa.gov
Původní zdroj: Chandra News Release
