Chandra X-ray Observatory agentúry NASA získalo definitívne dôkazy o tom, že vzdialený kvasar vytvorený za necelú miliardu rokov potom, čo Veľký tresk obsahuje úplne vyrastajúcu supermasívnu čiernu dieru, ktorá vyrába energiu vo výške dvadsať biliónov Slnka. Existencia takýchto masívnych čiernych dier v tejto ranej epoche vesmíru spochybňuje teórie tvorby galaxií a supermasívnych čiernych dier.
Astronómovia Daniel Schwartz a Shanil Virani z Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku v Cambridge, MA pozorovali kvasar, známy ako SDSSp J1306, ktorý je vzdialený 12,7 miliárd svetelných rokov. Keďže sa vesmír odhaduje na 13,7 miliárd rokov, vidíme kvasar tak, ako to bolo miliardu rokov po Veľkom tresku. Zistili, že distribúcia röntgenového žiarenia energiou alebo röntgenovým spektrom je nerozoznateľná od distribúcie blízkych starších kvázarov. Podobne relatívna jasnosť na optických a rôntgenových vlnových dĺžkach SDSSp J1306 bola podobná ako v blízkej skupine kvasarov. Optické pozorovania naznačujú, že hmotnosť čiernej diery je približne miliarda slnečných hmôt.
Dôkaz o ďalšej epoche supermasívnej čiernej diery na začiatku epochy uverejnil tím vedcov z Kalifornského technologického inštitútu a Veľkej Británie pomocou röntgenového satelitu XMM-Newton. Pozorovali kvasar SDSSp J1030 vo vzdialenosti 12,8 miliárd svetelných rokov a našli v podstate rovnaký výsledok pre röntgenové spektrum ako Smithsonovskí vedci zistení pre SDSSp J1306. Presná poloha a spektrum Chandry pre SDSSp J1306 s takmer rovnakými vlastnosťami eliminujú akúkoľvek pretrvávajúcu neistotu, že existujú predčasné superhmotné čierne diery.
„Zdá sa, že tieto dva výsledky naznačujú, že spôsob, akým supermasívne čierne diery produkujú röntgenové lúče, zostal od začiatku vesmíru v podstate rovnaký,“ uviedol Schwartz. „Znamená to, že motor čiernej diery v obrovskej galaxii vznikol veľmi skoro po Veľkom tresku.“
Medzi astronómami panuje všeobecná zhoda v tom, že röntgenové žiarenie z blízkosti supermasívnych čiernych dier sa vytvára tým, že sa plyn tlačí smerom k čiernej diere a zohrieva sa na teploty v rozmedzí od miliónov do miliárd stupňov. Väčšina nafukujúceho plynu sa koncentruje v rýchlo sa otáčajúcom disku, ktorého vnútorná časť má horúcu atmosféru alebo korónu, kde teploty môžu stúpať na miliardy stupňov.
Aj keď presná geometria a podrobnosti výroby rôntgenového žiarenia nie sú známe, pozorovania početných kvasarov alebo supermasívnych čiernych dier ukázali, že mnohé z nich majú veľmi podobné rôntgenové spektrá, najmä pri vysokej röntgenovej energii. To naznačuje, že základná geometria a mechanizmus sú pre tieto objekty rovnaké.
Pozoruhodná podobnosť röntgenového spektra mladých superhmotných čiernych dier s tými, ktoré boli oveľa staršie, znamená, že tieto superhmotné čierne diery a ich narastajúce disky už boli zavedené menej ako miliarda rokov po Veľkom tresku. Jednou z možností je, že milióny zo 100 čiernych hmôt solárnej hmoty sa vytvorili zo zrútenia mohutných hviezd v mladej galaxii a následne prostredníctvom fúzií a nahromadenia plynu vybudovali čiernu dieru v hmle miliardy hmôt.
S cieľom odpovedať na otázku, ako a kedy sa vytvorili superhmotné čierne diery, astronómovia plánujú používať veľmi hlboké expozície Chandry a ďalšie prieskumy na identifikáciu a štúdium kvasarov už v staršom veku.
Príspevok Schwartza a Viraniho o SDSSp J1306 bol publikovaný v časopise The Astrophysical Journal 1. novembra 2004. Dokument Duncana Farrah a jeho kolegov o SDSS J1030 bol publikovaný v časopise The Astrophysical Journal 10. augusta 2004.
Chandra pozoroval J1306 pomocou svojho nástroja Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) približne 33 hodín v novembri 2003. Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., NASA riadi program Chandra pre Úrad pre vesmírnu vedu NASA, Washington. Northrop Grumman z Redondo Beach v Kalifornii, predtým TRW, Inc., bol hlavným dodávateľom vývoja observatória. Smithsonovské astrofyzikálne observatórium riadi vedecké a letové operácie z röntgenového centra Chandra v Cambridge, Massachusetts.
Ďalšie informácie a obrázky sú k dispozícii na:
http://chandra.harvard.edu a http://chandra.nasa.gov
Pôvodný zdroj: Chandra News Release
