Menemukan lubang hitam dengan pertumbuhan eksplosif di masa -masa awal alam semesta

Diamati oleh tim yang mencakup beberapa peneliti dari Institute of Astrophysics dan Space Sciences, lubang hitam miliaran massa matahari ini memiliki tingkat pertumbuhan 2,4 kali di atas batas yang diharapkan untuk jenis objek ini.

Bagaimana generasi pertama lubang hitam terbentuk? Ini tetap menjadi salah satu pertanyaan terbesar astrofisika.

Untuk mencoba menjawab Anda, tim ilmuwan internasional, yang mencakup beberapa peneliti dari Institute of Astrophysics and Space Sciences (IA), mengamati quasar RACS J0320-35.

Terletak sekitar 12,8 miliar tahun cahaya dari Bumi, ini Memancarkan lebih banyak x -rays dari lubang hitam lainnya Diamati dalam ribuan juta tahun pertama alam semesta – tingkat pertumbuhannya adalah 2,4 kali di atas batas yang diharapkan untuk objek -objek ini.

Hasil ini diterbitkan Minggu lalu di majalah Surat Jurnal Astrofisika.

“Miliar tahun pertama alam semesta menjadi semakin menjadi semakin banyak membingungkan. Kami tidak hanya terus menemukan lubang hitam raksasa ini, sebelumnya dianggap mustahilTetapi kami mulai menyadari bahwa mereka memiliki sifat ekstrem pada waktu itu, ”katanya José AfonsoPeneliti di IA dan Fakultas Ilmu Pengetahuan Universitas Lisbon, dan rekan penulis artikel tersebut.

“Ini menunjukkan bahwa masa kecil alam semesta, ketika bintang dan galaksi pertama muncul, Itu jauh lebih aktif dan kompleks dari yang kami kira -Sebuah misteri yang akan terus menantang kita di tahun -tahun mendatang, ”tambah astronom Portugis, presiden saat ini dari Masyarakat Astronomi Portugis.

Lubang hitam memiliki massa Mill Mill Million kali ke SOL dan berada 12,8 miliar tahun cahaya dari Bumiyang berarti bahwa kita hanya mengamatinya 920 juta tahun setelah awal alam semesta.

Lubang hitam ini memberi makan quasar – Objek yang sangat cerah yang menaungi seluruh galaksi. Sumber energi “monster” bercahaya ini adalah yang besar jumlah materi yang menghangat saat berputar di sekitar lubang hitamyang menyebabkan emisi x -ray dan cahaya tampak.

Radiasi dalam jumlah raksasa ini menciptakan tekanan, dengan mendorong masalah ini, yang mana Berlawanan dengan kekuatan gravitasi Siapa yang mencoba menariknya ke lubang hitam. Ketika jumlah materi yang jatuh cukup besar, tekanan radiasi melebihi gaya gravitasi, membatasi penurunan lebih banyak materi ke lubang hitam – yang disebut SO Batas Eddington.

HAI Racs J0320-35 ditemukan sekitar dua tahun yang lalusebagai bagian dari pencarian yang dilakukan dengan Australian Square Kilometer Array Pathfinder (Askap) Radiotelescope, dikombinasikan dengan data optik dari Survei Energi Gelap di Cerro Tololo Inter -American Observatory (CTIO).

Ke secara akurat menentukan jarak ke quasar Pengamatan teleskop teleskop Gemini-Heat (NOIRLAB) digunakan.

Tim, yang berupaya mencari tahu lebih banyak dari lubang hitam raksasa ini dalam 800 juta tahun pertama alam semesta, juga membutuhkan data dari teleskop luar angkasa X -Ray (NASA) untuk menentukan pertumbuhan “di luar skala” ini, diperkirakan di dalamnya 2,4 kali batas Eddington.

“Pekerjaan ini menyoroti potensi besar Dari survei astronomi terbaru, dibuat dalam panjang gelombang di mana aktivitas lubang hitam benar -benar menonjol – sinar radio XEO ”, komentar Israel Maputejuga penyelidik IA dan FCUL, dan rekan penulis artikel tersebut.

Para ilmuwan percaya bahwa lubang hitam yang tumbuh lebih lambat dari batas Eddington Bentuk dengan massa lebih dari 10.000 kali Matahari, untuk dapat mencapai seribu juta massa matahari dalam lima juta tahun setelah Big Bang-Misa yang diamati di RACS J0320-35.

Lubang hitam dengan massa awal yang tinggi dapat dihasilkan dari a proses eksotis: Runtuhnya awan besar gas padat, dengan jumlah unsur yang lebih berat dari helium, kondisi yang bisa sangat jarang.

Jika Racs J0320-35 benar-benar tumbuh pada tingkat yang tinggi dan melakukannya dengan cara yang berkelanjutan, maka lubang hitam Anda mungkin sudah dimulai secara konvensional, seperti hasil ledakan bintang besardengan massa kurang dari seratus kali massa matahari.

Untuk menentukan kecepatan pertumbuhan lubang hitam ini (antara 300 dan 3000 massa matahari per tahun), para peneliti membandingkan model komputasi dengan pengamatan x -ray yang diperoleh Chandra dan menemukan bahwa spektrum yang diperoleh memiliki a korespondensi yang sangat dekat Diharapkan dalam model dengan pertumbuhan lebih cepat dari batas Eddington.

Data dalam pita yang terlihat dan inframerah mengkonfirmasi bahwa lubang hitam ini semakin cepat semakin cepat dari batas teoritis.

“Saat kami mempelajari quasar ini di seluruh spektrum elektromagnetik, dari radio ke sinar gamma, kami menemukan bahwa emisinya hanya dapat dijelaskan oleh cepat Pertumbuhan lubang hitam supermasif“ Bruno ArsioliInvestigator IA dan Fcule.

“Analisis Gamma Ray dengan ferm-lat satelit memperkuat sifat penemuan ini yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang menjadikan ini contoh unik dari objek astrofisik ekstrem,” tambah astronom.

Masalah lain yang tertunda yang dibahas oleh hasil ini menyangkut asal usul jet partikel, yang menjauh dari beberapa lubang hitam dengan kecepatan dekat dengan cahaya, seperti dalam RAC J0320-35.

Jet seperti ini jarang terjadi di quasar, yang mungkin berarti bahwa laju pertumbuhan yang cepat dari lubang hitam entah bagaimana berkontribusi pada penciptaan jet ini.