Observatorul de raze X Chandra al NASA a obținut dovezi definitive că un quasar îndepărtat s-a format la mai puțin de un miliard de ani după Big Bang-ul conține o gaură neagră supermasivă, complet generată de energie, la rata de douăzeci de trilioane de Soare. Existența unor astfel de găuri negre masive în această epocă timpurie a Universului contestă teoriile formării galaxiilor și găurilor negre supermasive.
Astronomii Daniel Schwartz și Shanil Virani de la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian din Cambridge, MA au observat cvasarul, cunoscut sub numele de SDSSp J1306, care se află la 12,7 miliarde de ani lumină. Deoarece se estimează că Universul are o vechime de 13,7 miliarde de ani, vedem cvasarul așa cum a fost un miliard de ani după Big Bang. Ei au descoperit că distribuția razelor X cu energie, sau spectrul de raze X, este nedistinguibilă de cea a cvasarilor mai vechi, din apropiere. De asemenea, luminozitatea relativă la lungimile de undă optice și razele X ale SDSSp J1306 a fost similară cu cea a grupului de cvasari din apropiere. Observațiile optice sugerează că masa găurii negre este de aproximativ un miliard de mase solare.
Dovada unei alte găuri negre supermasive din epoca timpurie a fost publicată anterior de o echipă de oameni de știință de la Institutul de Tehnologie din California și Regatul Unit folosind satelitul cu raze X XMM-Newton. Ei au observat Quasar SDSSp J1030 la o distanță de 12,8 miliarde de ani-lumină și au găsit în esență același rezultat pentru spectrul de raze X pe care l-au găsit oamenii de știință Smithsonian pentru SDSSp J1306. Locația și spectrul precis al lui Chandra pentru SDSSp J1306 cu aceleași proprietăți elimină orice incertitudine persistentă că există găuri negre supermasive precoce.
„Aceste două rezultate par să indice că modul în care găurile negre supermasive produc raze X a rămas în esență același de la o întâlnire foarte timpurie în Univers”, a spus Schwartz. "Acest lucru implică faptul că motorul central cu gaură neagră dintr-o galaxie masivă a fost format foarte curând după Big Bang."
Există un acord general în rândul astronomilor că radiațiile X din vecinătatea găurilor negre supermasive sunt produse pe măsură ce gazul este tras spre o gaură neagră și încălzit la temperaturi cuprinse între milioane și miliarde de grade. Cea mai mare parte a gazului înfundat este concentrat într-un disc cu rotire rapidă, a cărui parte interioară are o atmosferă fierbinte sau corona unde temperaturile pot urca la miliarde de grade.
Deși geometria și detaliile precise ale producției de raze X nu sunt cunoscute, observațiile a numeroase cvasari sau găuri negre supermasive au arătat că multe dintre ele au spectre cu raze X foarte similare, în special la energii cu raze X mari. Acest lucru sugerează că geometria de bază și mecanismul sunt aceleași pentru aceste obiecte.
Similitudinea remarcabilă a spectrelor cu raze X ale tinerilor găuri supermassive negre cu cele ale multor mai vechi înseamnă că găurile negre supermasive și discurile lor de acumulare erau deja în loc la mai puțin de un miliard de ani de la Big Bang. O posibilitate este ca milioane de 100 de găuri de masă solară să se formeze din prăbușirea stelelor masive din galaxia tânără și, ulterior, să construiască o gaură neagră de miliard de solare în centrul galaxiei, prin fuziuni și acumularea de gaze.
Pentru a răspunde la întrebarea cum și când s-au format găuri negre supermasive, astronomii intenționează să utilizeze expunerile Chandra foarte adânci și alte sondaje pentru a identifica și studia cvasarii chiar la vârste mai timpurii.
Lucrarea de Schwartz și Virani pe SDSSp J1306 a fost publicată în numărul 1 de noiembrie 2004 al The Astrophysical Journal. Lucrarea de Duncan Farrah și colegii de pe SDSS J1030 a fost publicată în numărul de 10 august 2004 al The Astrophysical Journal.
Chandra a observat J1306 cu instrumentul său Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) pentru aproximativ 33 de ore în noiembrie 2003. Centrul de zbor spațial Marshall al NASA, Huntsville, Ala., Gestionează programul Chandra pentru Office of Science Science Space, NASA, Washington. Northrop Grumman din Redondo Beach, California, fostul TRW, Inc., a fost principalul contractant de dezvoltare pentru observator. Observatorul astrofizic Smithsonian controlează operațiunile de știință și zbor din Centrul de raze X Chandra din Cambridge, Mass.
Informații și imagini suplimentare sunt disponibile la adresa:
http://chandra.harvard.edu și http://chandra.nasa.gov
Sursa originală: Comunicat de presă Chandra
