Рентгеновата обсерватория в Чандра на НАСА получи окончателни доказателства, че далечен квазар, образуван по-малко от милиард години след Големия взрив, съдържа напълно пораснала свръхмасивна черна дупка, генерираща енергия със скорост двадесет трилиона слънца. Съществуването на толкова масивни черни дупки в тази ранна епоха на Вселената оспорва теориите за образуването на галактики и свръхмасивни черни дупки.
Астрономите Даниел Шварц и Шанил Вирани от Харвард-Смитсонския център за астрофизика в Кеймбридж, МА, наблюдават квазара, известен като SDSSp J1306, който е на 12,7 милиарда светлинни години. Тъй като Вселената се оценява на 13,7 милиарда години, ние виждаме квазара, тъй като е бил милиард години след Големия взрив. Те открили, че разпределението на рентгеновите лъчи с енергия или рентгенов спектър е неразличимо от това на близките, по-стари квазари. По същия начин, относителната яркост при оптични и рентгенови дължини на вълната на SDSSp J1306 беше подобна на тази на близката група квазари. Оптичните наблюдения предполагат, че масата на черната дупка е около милиард слънчеви маси.
Доказателства за друга свръхмасивна черна дупка от ранна епоха бяха публикувани преди това от екип учени от Калифорнийския технологичен институт и Обединеното кралство, използващи рентгеновия сателит XMM-Newton. Те наблюдават квазара SDSSp J1030 на разстояние 12,8 милиарда светлинни години и откриват по същество същия резултат за рентгеновия спектър, какъвто откриват Smithsonian учени за SDSSp J1306. Прецизното местоположение и спектър на Chandra за SDSSp J1306 с почти същите свойства елиминират всякаква дългосрочна несигурност, че съществуват прецизни супермасивни черни дупки.
„Тези два резултата изглежда показват, че начинът, по който свръхмасивните черни дупки произвеждат рентгенови лъчи, е останал по същество от много ранна дата във Вселената“, казва Шварц. "Това означава, че централният двигател на черна дупка в масивна галактика се е формирал много скоро след Големия взрив."
Между астрономите съществува общо съгласие, че рентгеновото излъчване от околностите на свръхмасивни черни дупки се произвежда, докато газът се изтегля към черна дупка и се нагрява до температури, вариращи от милиони до милиарди градуса. По-голямата част от падащия газ се концентрира в бързо въртящ се диск, вътрешната част на който има гореща атмосфера или корона, където температурите могат да се изкачат до милиарди градуси.
Въпреки че точната геометрия и детайлите на производството на рентгенови лъчи не са известни, наблюденията на множество квазари или свръхмасивни черни дупки показват, че много от тях имат много сходни рентгенови спектри, особено при високи рентгенови енергии. Това предполага, че основната геометрия и механизъм са еднакви за тези обекти.
Забележителното сходство на рентгеновите спектри на младите свръхмасивни черни дупки с тези на много по-стари означава, че свръхмасивните черни дупки и техните акрекционни дискове са били вече на по-малко от милиард години след Големия взрив. Една от възможностите е милиони от 100 черни дупки от слънчева маса да са се образували от срива на масивни звезди в младата галактика и впоследствие да са изградили черна дупка на милиард слънчева маса в центъра на галактиката чрез сливания и натрупване на газ.
За да отговорят на въпроса как и кога са се образували свръхмасивни черни дупки, астрономите планират да използват много дълбоките експозиции на Чандра и други проучвания за идентифициране и проучване на квазари в още по-ранна възраст.
Документът на Schwartz и Virani относно SDSSp J1306 е публикуван в броя от 1 ноември 2004 г. на The Astrophysical Journal. Документът на Дънкан Фара и колегите му за SDSS J1030 е публикуван в броя от 10 август 2004 г. на The Astrophysical Journal.
Чандра наблюдава J1306 с неговия Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) за около 33 часа през ноември 2003 г. Центърът за космически полети Маршал на НАСА, Хантсвил, Алауа, управлява програмата Chandra за офиса на космическата наука на НАСА, Вашингтон. Northrop Grumman от Redondo Beach, Калифорния, преди TRW, Inc., беше основният изпълнител за развитие на обсерваторията. Смитсоновската астрофизична обсерватория контролира науката и полетните операции от рентгенологичния център Чандра в Кеймбридж, Масачузетс.
Допълнителна информация и изображения са достъпни на:
http://chandra.harvard.edu и http://chandra.nasa.gov
Оригинален източник: Chandra News Release
