Tajemniczy obiekt w kosmosie. Przeczy przewidywaniom naukowców

Astronomowie korzystający z obserwatorium rentgenowskiego Chandra odkryli wczesną czarną dziurę, która rośnie w tempie przekraczającym dotychczasowe teoretyczne limity. Obiekt o nazwie RACS J0320-35 powstał zaledwie 920 mln lat po Wielkim Wybuchu i już wtedy osiągnął masę ok. 1 mld razy większą od Słońca.

Zespół badawczy przeanalizował promieniowanie rentgenowskie, podczerwone i optyczne emitowane przez tę czarną dziurę. Wyniki wskazują, że przyrost masy obiektu następuje 2,4 raza szybciej, niż przewiduje tzw. limit Eddingtona. To granica, która określa maksymalną szybkość wzrostu czarnej dziury, wynikającą z równowagi pomiędzy ciśnieniem promieniowania a siłą grawitacji.

- To było trochę szokujące zobaczyć, jak ta czarna dziura rośnie w tak szybkim tempie - powiedział Luca Ighina z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, główny autor badania, cytowany w komunikacie NASA.

RACS J0320-35 została najpierw wykryta w badaniu radiowym, a następnie szczegółowo zbadana przez teleskop Chandra w 2023 r. Jej jasność w całym spektrum elektromagnetycznym czyni ją idealnym obiektem do analizy procesów wzrostu czarnych dziur.

Naukowcy oszacowali, że czarna dziura pochłania rocznie materię odpowiadającą masie od 300 do 3 tys. Słońc. To znacznie przekracza teoretyczne limity dla obiektów tej wielkości. Mechanizm, który pozwala jej na tak szybki wzrost bez utraty stabilności, pozostaje nieznany.

Analizując tempo wzrostu i wiek RACS J0320-35, badacze doszli do wniosku, że mogła ona powstać w wyniku zapadnięcia się masywnej gwiazdy o masie mniejszej niż 100 Słońc. To sugeruje, że szybki wzrost czarnych dziur mógł być powszechniejszy w młodym wszechświecie, niż dotąd sądzono.

Podobne obiekty, przekraczające limit Eddingtona, wykryto także dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba. Szybko rosnące czarne dziury mogą być również źródłem potężnych dżetów energii, co potwierdza przypadek RACS J0320-35.

Dalsze badania takich obiektów mogą pomóc odpowiedzieć na pytania o pochodzenie pierwszych czarnych dziur i mechanizmy ich gwałtownego wzrostu.

- Jak wszechświat stworzył pierwsze pokolenie czarnych dziur? To wciąż jedno z największych pytań astrofizyki, a ten obiekt pomaga nam szukać odpowiedzi - powiedział Thomas Connor z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, współautor badania.