Extrémne jasné galaktické objekty sa objavili takmer o miliardu rokov po veľkom tresku.
Čierna diera. Zdroj: iStockphoto.com
Záhada vzniku prvých kvazarov vo vesmíre nedala vedcom spávať už takmer dvadsať rokov. Motorom týchto vysokoenergetických aktívnych galaktických jadier sú horúčkovito aktívne supermasívne čierne diery. Problém tkvie v tom, ako sa mohli také veľké kozmické objekty objaviť vo vesmíre tak skoro – takmer o miliardu rokov po veľkom tresku. Vo vesmíre ich bolo vtedy zhruba dvesto.
V prelomovej štúdii, ktorú publikovali astrofyzici v časopise Nature, pravdepodobne prišli na jej odpoveď pomocou superpočítačovej simulácie, ktorú vytvorili.
Vznikli z plynu
Vedci už dávno zistili, že počas takzvanej doby temnoty, keď vesmír mal iba stovky miliónov rokov, v ňom mohlo po kolízii prúdov studeného plynu existovať až stotisíc hviezd. Tím odborníkov pod vedením Dr. Daniela Whalena z University of Portsmouth sa však rozhodol preveriť, či mohli byť procesy kolízie aj rozsiahlejšie, a tým vysvetliť vznik kvazarov.
Miesta napájané viacerými prúdmi chladného plynu výskumníci označujú za primordiálne haly. Whalen a ďalší odborníci odhadujú, že v priestore s veľkosťou jednej miliardy svetelných rokov ich bolo asi dvanásť. Vďaka superpočítačovej simulácii, ktorú vytvorili, zistili, že masívne kozmické prúdy chladného plynu mohli vykŕmiť supermasívnu čiernu dieru za niekoľko stoviek miliónov rokov bez toho, aby na to boli potrebné nejaké špeciálne podmienky.
Astrofyzici uvádzajú, že pravdepodobne došlo k takej silnej zrážke prúdov plynu, že sa z toho ich hmota zhutnila. Vznikli dve obrovské hviezdy s hmotnosťou 30- a 40-tisíc hmotností Slnka, ktoré takmer okamžite vybuchli a zrodili sa z nich počiatky čiernych dier.
Čierne diery dnes vznikajú, keď sa masívnym hviezdam minie palivo, naruší sa rovnováha a explodujú. Zvyčajne však majú iba 10 až 100 hmotností Slnka.
Prvé kvazary vedci spozorovali v roku 2003
„V strede najhmotnejších galaxií v súčasnosti nachádzame supermasívne čierne diery, ktoré môžu byť miliónkrát väčšie ako Slnko. Prvé kvazary sme začali pozorovať už v roku 2003, nikto však nechápal, ako vznikli v takých raných časoch,“ podotkol Dr. Whalen. „Myslíme si, že tieto hviezdy sú trochu ako dinosaury na Zemi: boli obrovské, primitívne a mali krátky život. Žili len štvrť milióna rokov, kým vytvorili čierne diery,“ doplnil Whalen.
Nový model ukazuje, že najstarší z kvazarov nemusí byť obklopený hviezdnou sústavou. Je možné, že hviezdy sa v priebehu času začali tvoriť okolo primárneho kvazara. Prvé z nich boli pravdepodobne prirodzeným následkom formovania štruktúry v kozmológiách studenej temnej hmoty a nie ničím špeciálnym alebo zmeneným prostredím, ako sa predpokladalo.
Pozrite si
Najvzdialenejší kvazar delí od Zeme 13 miliárd svetelných rokov
Medzinárodný tím astronómov v roku 2021 objavil doteraz najvzdialenejší kvazar. Ide o rádiovo hlučný kvazar (vyžaruje intenzívne rádiové vlny), z ktorého signál k nám putoval neuveriteľných 13 miliárd svetelných rokov.
Poháňa ho supermasívna čierna diera, ktorá je vyše 1,6 miliardy ráz hmotnejšia ako Slnko a vyše tisíckrát jasnejšia ako celá naša Mliečna cesta.
Kvazar dostal názov J0313-1806 a môžeme ho pozorovať zo vzdialenosti, keď bol náš vesmír starý iba 670 miliónov rokov. Poskytuje cenný pohľad na to, ako sa hmotné galaxie a supermasívne čierne diery v ich jadrách formovali v ranom vesmíre.
Zdroj: UniversityofPortsmouth, Universemagazine, CNET, DOI: 10.1038/s41586-022-04813-y
(JM)
