Gigantyczna ukryta czarna dziura odkryta zaledwie 1,4 miliarda lat po Wielkim Wybuchu

Czarne dziury to jedne z najbardziej dziwacznych obiektów we wszechświecie, ale ich istnienie jest solidną prognozą ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Odkrycie Rogera Penrose’a w 1960 roku zostało uhonorowane Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki w 2020 roku, wraz z najnowszym odkryciem przez Andreę Gheza i Reinharda Genzela gigantycznej czarnej dziury w centrum naszej Galaktyki o masie miliony razy większej niż masa Słońca.

Naukowcy wiedzieli od jakiegoś czasu, że znacznie większe czarne dziury, o masach miliardów mas Słońca, istniały zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Procesy, które doprowadziły do ​​powstania tych gigantycznych czarnych dziur, które zasilają dobrze znaną populację kwazarów tak wcześnie w historii Wszechświata, pozostają tajemnicą dla teoretyków.

Naukowcy od dawna podejrzewali również, że znacznie większa populacja tych starożytnych gigantycznych czarnych dziur może być ukryta przez chmury gazu i pyłu, które otaczają czarną dziurę w strukturze toroidalnej. Te czarne dziury można zidentyfikować jedynie po blasku promieniowania podczerwonego ze struktury toroidalnej, która je ukrywa. Międzynarodowy zespół astrofizyków odkrył ukrytą gigantyczną czarną dziurę w galaktyce, która istniała zaledwie 1,4 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. W ostatnich latach zespół naukowców opracował projekt o nazwie Herschel Extragalactic Legacy Project lub HELP, który zgromadził dane z szeregu teleskopów, w tym z Obserwatorium Kosmicznego Hershel ESA i Kosmicznego Teleskopu Spitzera, które obserwowały kosmos w długości fali podczerwieni . Astronomia w podczerwieni jest szczególnie trudna, ponieważ obserwacje muszą być wykonywane z kosmosu za pomocą teleskopów, które muszą być schłodzone do temperatury bliskiej -270 stopni Celsjusza.

Jednym z pierwszych obszarów nieba przeanalizowanych przez zespół HELP było pole Cosmological Evolution Survey (COSMOS), które jest jednym z najlepiej zbadanych obszarów nieba o powierzchni około dziesięciu razy większej niż obszar Księżyca w pełni. Galaktyka, w której znajduje się czarna dziura, jest prawie niewidoczna, nawet na najgłębszym obrazie pola COSMOS wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, które mogą jedynie obserwować emisję optyczną i ultrafioletową galaktyk. To, co umożliwiło odkrycie tej czarnej dziury, to fakt, że jest ona znacznie jaśniejsza w zakresie fal podczerwonych.

Ekscytujące w tym odkryciu jest to, że pole COSMOS, w którym odkryto galaktykę, w której znajduje się czarna dziura, jest tylko niewielką częścią POMOCY. Badanie HELP obejmuje obszar nieba około 600 razy większy. Zespół szacuje, że po zakończeniu analizy wszystkich danych HELP zostanie znalezionych znacznie więcej tych ukrytych czarnych dziur. Zespół kierowany przez profesora Andreasa Efstathiou z Europejskiego Uniwersytetu Cypryjskiego szacuje, że ukrytych czarnych dziur może być co najmniej tyle samo, ile takich, które możemy zobaczyć bezpośrednio jako świecące kwazary.

Obraz przedstawiony przez John Paul Summers