5 miesięcy temu
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), który prowadzi obserwacje odległego kosmosu od mniej więcej połowy 2022 roku, regularnie zaskakuje astronomów swoimi odkryciami. Tym razem zaobserwował on wyjątkową kolizję dwóch czarnych dziur. Mowa o kolizji, która miała miejsce rekordowo wcześnie w historii Wszechświata – zaledwie 740 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Potrzeba było ponad 13 miliardów lat, aby jej światło do nas dotarło.
Zderzenie czarnych dziur sprzed 13 miliardów lat
Czarne dziury to masywne obiekty rozsiane po całym Wszechświecie – obiekty o polach grawitacyjnych tak silnych, iż choćby światło nie może uciec z ich horyzontów zdarzeń. Tak jak gwiazdy, planety czy galaktyki, czarne dziury mogą się z sobą zderzać.
Oczywiście, samych czarnych dziur nie jesteśmy w stanie dostrzec. Możemy natomiast zobaczyć wpływ, jaki wywierają na otaczające je obiekty oraz materie. Na podstawie tego, jak materia i obiekty w danym miejscu się zachowują, możemy również wywnioskować to, iż w danym obszarze ma miejsce kolizja czarnych dziur.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaobserwował kolizję czarnych dziur, która miała miejsce jedynie 740 milionów lat po Wielkim Wybuchu, z pomocą swojego instrumentu NIRSpec-IFU. Choć sama obserwacja miała miejsce w maju 2023 roku, to dopiero teraz opublikowano poświęconą jej pracę naukową.
Kolizja czarnych dziur dostrzeżona przez JWST w układzie galaktyk ZS7. | Źródło: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et. al.Czarne dziury zderzyły się ze sobą ponad 13 miliardów lat temu w układzie galaktyk znanym jako ZS7. Ich kolizję dostrzeżono dzięki cechom spektrograficznym czarnych dziur pochłaniających materię. O ile naziemne teleskopy nie są w stanie dostrzec takich cech w przypadku tak odległych czarnych dziur, JWST, znajdujący się w punkcie libracyjnym L2, już tak.
Co ciekawe, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ma tak dobre spojrzenie na odległy Wszechświat, iż na jego zdjęciu można odróżnić od siebie dwie czarne dziury, a to pozwoliło astronomom poznać ich cechy fizyczne. Jedna z nich ma masę 50 milionów mas Słońca. Druga jest zasłonięta gęstą chmurą gazu, ale może cechować się podobną masą.
Zbliżenie na zderzenie dwóch czarnych dziur w układzie galaktyk ZS7. | Źródło: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et. al.Kolejna cegiełka do wiedzy o wczesnym Wszechświecie
Co ważne, kolizja dostrzeżona przez JWST to kolejny dowód na to, iż czarne dziury mogły mieć ogromny wpływ na proces ewolucji galaktyk w młodym Wszechświecie. Galaktyki rosły bowiem wtedy szybciej, niż przewidują obecne modele kosmologiczne.
„Nasze odkrycia sugerują, iż proces łączenia się to ważna droga, na której czarne dziury mogą gwałtownie rosnąć, choćby o kosmicznym świcie.”, powiedziała Hannah Übler, astronom z Uniwersytetu w Cambridge i główna autorka badania, w komunikacie ESA. „Wraz z innymi odkryciami Webba dotyczącymi aktywnych, masywnych czarnych dziur w odległym Wszechświecie, nasze wyniki pokazują również, iż masywne czarne dziury kształtują ewolucję galaktyk od samego początku.”Podczas każdej kolizji czarnych dziur powstają fale grawitacyjne, ale kolizja zaobserwowana przez JWST miała miejsce zbyt daleko stąd, aby obecne detektory były w stanie te fale wykryć. W przygotowaniu są już jednak czulsze detektory, takie jak LISA (ang. Laser Interferometer Space Antenna), i istnieje szansa, iż te będą posiadać takie możliwości. Trzymamy za to kciuki, albowiem dzięki temu dostarczyłyby one kolejnych cennych danych na temat początków Wszechświata, a także ewolucji czarnych dziur i galaktyk.
Źródło: ESA, fot. tyt. Canva
