NASA-in opservatorij Chandra prikupio je konačne dokaze da je daleki kvazar nastao manje od milijardu godina nakon Velikog praska sadrži potpuno naraslu supermasivnu crnu rupu koja stvara energiju brzinom od dvadeset trilijuna sunca. Postojanje tako masivnih crnih rupa u ovoj ranoj epohi Svemira dovodi u pitanje teorije formiranja galaksija i supermasivne crne rupe.
Astronomi Daniel Schwartz i Shanil Virani iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku u Cambridgeu, MA, promatrali su kvazar, poznat kao SDSSp J1306, udaljen 12,7 milijardi svjetlosnih godina. Budući da se Svemir procjenjuje da ima 13,7 milijardi godina, vidimo kvazar kao milijardu godina nakon Velikog praska. Otkrili su da je raspodjela rendgenskih zraka s energijom ili rendgenskim spektromom nerazlučiva od distribucije u obližnjim starijim kvazarima. Isto tako, relativna svjetlina optičke i rendgenske valne duljine SDSSp J1306 bila je slična svjetlosti u obližnjoj skupini kvazara. Optička opažanja sugeriraju da je masa crne rupe oko milijardu solarnih masa.
Dokaz o još jednoj supermasivnoj crnoj rupi iz rane epohe prethodno je objavio tim znanstvenika s Kalifornijskog tehnološkog instituta i Ujedinjenog Kraljevstva koristeći rendgenski satelit XMM-Newton. Promatrali su kvazar SDSSp J1030 na udaljenosti od 12,8 milijardi svjetlosnih godina i pronašli su u osnovi isti rezultat za rendgenski spektar kao što su Smithsonski znanstvenici utvrdili za SDSSp J1306. Chandra precizno mjesto i spektar za SDSSp J1306 s gotovo istim svojstvima uklanjaju svaku dugotrajnu nesigurnost da postoje preuranjene supermasivne crne rupe.
"Ova dva rezultata izgleda da ukazuju na to da je način na koji supermasivne crne rupe proizvode X-zrake u osnovi isti od vrlo ranog datuma u Svemiru", rekao je Schwartz. "To znači da je središnji motor crne rupe u ogromnoj galaksiji formiran vrlo brzo nakon Velikog praska."
Među astronomima postoji općenito mišljenje da se X-zračenje iz okoline supermasivnih crnih rupa proizvodi dok se plin vuče prema crnoj rupi i zagrijava na temperature u rasponu od milijuna do milijarde stupnjeva. Većina plinova koji se slijevaju koncentrirana je u brzo rotirajućem disku, čiji unutarnji dio ima vruću atmosferu ili koronu gdje se temperature mogu popeti na milijarde stupnjeva.
Iako precizna geometrija i detalji proizvodnje X-zraka nisu poznati, opažanja brojnih kvazara ili supermasivne crne rupe pokazala su da mnogi od njih imaju vrlo slične spektre rendgenskih zraka, posebno pri visokim rendgenskim energijama. To sugerira da su osnovna geometrija i mehanizam za ove objekte jednaki.
Izuzetna sličnost rendgenskih spektra mladih supermasivnih crnih rupa s onima mnogo starijih znači da su supermasivne crne rupe i njihovi akumulacijski diskovi već postojali manje od milijardu godina nakon Velikog praska. Jedna od mogućnosti je da su milijuni od 100 crnih rupa solarne mase nastali raspadom masivnih zvijezda u mladoj galaksiji, te su nakon toga spajanjem i akumulacijom plina izgradili crnu rupu od milijardu solarnih masa u sredini galaksije.
Da bi odgovorili na pitanje kako i kada su nastale supermasivne crne rupe, astronomi planiraju koristiti vrlo duboke izloženosti Chandra i druga istraživanja kako bi identificirali i proučili kvazare u još ranijoj dobi.
Rad Schwartz i Virani o SDSSp J1306 objavljen je u 1. studenom 2004. godine u časopisu The Astrophysical Journal. Rad Duncana Farraha i njegovih kolega o SDSS J1030 objavljen je u izdanju The Astrophysical Journal od 10. kolovoza 2004. godine.
Chandra je promatrao J1306 sa svojim naprednim CCD slikovnim spektrometrom (ACIS) tokom otprilike 33 sata u studenom 2003. godine. NASA-in Marshall Center Svemirski let u Huntsvilleu, Alaha, upravlja Chandra programom za NASA-in Ured za svemirske znanosti, Washington. Northrop Grumman iz Redondo Beacha, Kalifornija, bivši TRW, Inc., bio je glavni razvojni izvođač opservatorije. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolira znanost i operacije leta iz rendgenskog centra Chandra u Cambridgeu, Massachusetts.
Dodatne informacije i slike dostupne su na:
http://chandra.harvard.edu i http://chandra.nasa.gov
Izvorni izvor: Chandra News Release
