Nowy teleskop NewAthena wykryje supermasywne czarne dziury

Portugalscy naukowcy z Instytutu Astrofizyki i Nauk o Kosmosie w Lizbonie przewidują, że teleskop NewAthena, nowe rentgenowskie obserwatorium Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), wykryje nawet 250 tysięcy aktywnych jąder galaktycznych, czyli centrów supermasywnych czarnych dziur. To pozwoli po raz pierwszy zbadać tak dokładnie te tajemnicze te obiekty z czasów, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat, i rzucić światło na zagadkę narodzin pierwszych galaktyk.

Misja NewAthena, wcześniej znana jako ATHENA, stanowi kolejny krok w ewolucji europejskich obserwatoriów kosmicznych, skupiając się na obserwacjach w zakresie promieniowania X. Teleskop, wyposażony w zaawansowany detektor Wide Field Imager, będzie mapował gorące struktury gazu o temperaturze milionów stopni oraz szukał śladów supermasywnych czarnych dziur w odległych galaktykach.

Start misji planowany jest na rok 2037 roku. Urządzenie pozwoli na skanowanie obszaru o powierzchni zaledwie 10 stopni kwadratowych nieba, ale z niespotykaną dokładnością i czułością. Portugalia odgrywa kluczową rolę w tym projekcie, rozwijając innowacyjne systemy detekcyjne dla Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki temu, Europa może stać się globalnym liderem w badaniach czarnych dziur.

Naukowcy stworzyli wirtualny katalog rentgenowski nieba, symulując emisję promieniowania z aktywnych czarnych dziur, by przetestować możliwości NewAthena. Badanie portugalskiego zespołu, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society", opiera się na symulacjach kosmologicznych z projektu IllustrisTNG. Wyniki wskazują, że teleskop odkryje około 250 tysięcy aktywnych jąder galaktycznych (AGN), w tym 20 tysięcy z okresu około 2 miliardów lat po Wielkim Wybuchu oraz 35 z zaledwie miliarda lat.

Trzeba tutaj podkreślić, że te ostatnie z tak zwanej Epoki Rejonizacji, gdy neutralny wodór w kosmosie jonizował się pod wpływem pierwszych gwiazd i galaktyk. Promieniowanie X jest nieocenionym narzędziem w poszukiwaniu tych odległych czarnych dziur, ponieważ materia wirująca w ich dyskach akrecyjnych nagrzewa się do ekstremalnych temperatur, emitując wysokoenergetyczne fotony. Obecnie, dzięki teleskopom takim jak Chandra czy XMM-Newton, zbliżamy się do granicy obserwowalności tych wczesnych obiektów, ale NewAthena przebije barierę, umożliwiając statystyczne analizy populacji AGN w Epoce Rejonizacji.

Jak podkreśla José Afonso z Uniwersytetu w Lizbonie, to pozwoli zrozumieć, jak supermasywne czarne dziury kształtowały formację pierwszych galaktyk, rozwiązując jedną z największych zagadek astrofizyki i odpowiadając na pytanie "czy czarne dziury poprzedzają powstanie galaktyk, czy dopiero później rodzą się w ich centrach". Jak widzimy, jednym z największych wyzwań pozostaje pytanie o ewolucję galaktyk i ich centralnych czarnych dziur.

Astronomowie zastanawiają się, czy gigantyczne masy, rzędu miliardów Słońc, powstały wprost z Wielkiego Wybuchu, przyciągając materię i tworząc wokół siebie galaktyki, czy też galaktyki formują się najpierw, a dziury wyrastają z ich jąder?

NewAthena, odkrywając te pierwotne obiekty, może dostarczyć odpowiedzi na dylemat, co było pierwsze: "kura czy jajko" w skali kosmicznej. Co ciekawe, misja idealnie uzupełni również rewolucyjne projekty jak LISA (detektor fal grawitacyjnych NASA/ESA) czy Square Kilometre Array (SKAO), tworząc synergię w badaniach wczesnego Wszechświata i jego ewolucji.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub GeekWeek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!