Космічний телескоп Webb шукає первинні чорні діри

Художнє зображення космічного телескопа Джеймса Вебба. Авторство: NASA GSFC/CIL/Адріана Манріке Гутьєррес

Команда космічного телескопа Вебба продовжувати працювати на мене введення в експлуатацію Це останній крок перед початком наукових робіт влітку. Нещодавно ми побачили дивовижне фото Чорна діра в центрі нашої галактики Чумацький Шляхприйнято телескоп горизонту подій. Одна із загадок сучасної астрономії полягає в тому, наскільки вони великі галактика Він отримав гігантську центральну роль Чорна діраі як деякі з цих чорних дір були напрочуд великими навіть у дуже ранні часи існування Всесвіту. Ми попросили Роберто Майоліно, члена команди Вебба ближнього інфрачервоного спектрометра (NIRSpec), розповісти нам, як Вебб допоможе відповісти на деякі з цих питань.

«Одна з найбільш захоплюючих областей відкриття, яку Вебб збирається відкрити, — це пошук первинних чорних дір у ранньому Всесвіті. Це насіння найбільш масивних чорних дір, які астрономи знайшли в ядрах галактик. Більшість галактик (можливо, всі ) розміщують чорні діри в своїх центрах, а їх маса коливається від мільйонів до мільярдів разів більше маси нашого Сонця, ці надмасивні чорні діри виросли і стали дуже великими, поглинаючи матерію навколо себе, а також об’єднуючи менші чорні діри.

«Останнє цікаве відкриття — це відкриття надмасивних чорних дір з масою в кілька мільярдів сонячних мас, які насправді існували, коли Всесвіту було лише близько 700 мільйонів років, що становить частку від його теперішнього віку в 13,8 мільярдів років. Це дивує. результат, тому що в такому ранньому віці не було достатньо часу для розвитку таких масивних чорних дір, згідно зі стандартними теоріями. Було запропоновано кілька сценаріїв для вирішення цієї таємниці.

Одна з можливостей полягає в тому, що чорні діри, викликані смертю першого покоління зірок у ранньому Всесвіті, накопичували матеріал з надзвичайно високими темпами. Інший сценарій полягає в тому, що первинні газові хмари, які ще не збагачені хімічними елементами, важчими за гелій, можуть зруйнуватися безпосередньо, утворюючи[{” attribute=””>black hole with a mass of a few hundred thousand solar masses, and subsequently accrete matter to evolve into the hyper-massive black holes observed at later epochs. Finally, dense, nuclear star clusters at the centers of baby galaxies may have produced intermediate mass black hole seeds, via stellar collisions or merging of stellar-mass black holes, and then become much more massive via accretion.

Populations of Known Black Holes in Early Universe

This illustration shows the populations of known black holes (large black dots) and the candidate black hole progenitors in the early universe (shaded regions). Credit: Roberto Maiolino, University of Cambridge

“Webb is about to open a completely new discovery space in this area. It is possible that the first black hole seeds originally formed in the ‘baby universe,’ within just a few million years after the big bang. Webb is the perfect ‘time machine’ to learn about these primeval objects. Its exceptional sensitivity makes Webb capable of detecting extremely distant galaxies, and because of the time required for the light emitted by the galaxies to travel to us, we will see them as they were in the remote past.

“Webb’s NIRSpec instrument is particularly well suited to identify primeval black hole seeds. My colleagues in the NIRSpec Instrument Science Team and I will be searching for their signatures during ‘active’ phases, when they are voraciously gobbling matter and growing rapidly. In these phases the material surrounding them becomes extremely hot and luminous and ionizes the atoms in their surroundings and in their host galaxies.

“NIRSpec will disperse the light from these systems into spectra, or ‘rainbows.’ The rainbow of active black hole seeds will be characterised by specific ‘fingerprints,’ features of highly ionized atoms. NIRSpec will also measure the velocity of the gas orbiting in the vicinity of these primeval black holes. Smaller black holes will be characterized by lower orbital velocities. Black hole seeds formed in pristine clouds will be identified by the absence of features associated with any element heavier than helium.

“I look forward to using Webb’s unprecedented capabilities to search for these black hole progenitors, with the ultimate goal of understanding their nature and origin. The early universe and the realm of black holes seeds is a completely uncharted territory that my colleagues and I are very excited to explore with Webb.”

Roberto Maiolino, professor of experimental astrophysics and director of the Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge

Written by:

  • Jonathan Gardner, Webb deputy senior project scientist, NASA’s Goddard Space Flight Center
  • Stefanie Milam, Webb deputy project scientist for planetary science, NASA’s Goddard Space Flight Center

READ  "Той, хто викликає страх": нещодавно виявлений динозавр був справжнім жахом, що їсть м'ясо

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.