Odkryto czarną dziurę, która pochłania 40 razy więcej materii niż powinna

Czarne dziury to obiekty, które wzrastają, przyciągając materię z otoczenia. Wedle naszej wiedzy wzrost ten nie jest jednak nieograniczony - istnieje wyznacznik ustalający to, jak szybko mogą one zwiększać swoją masę - jest to tak zwany limit Eddingtona.

W momencie, gdy czarna dziura pochłania więcej materii, niż jest zdolna, zaczyna ona emitować spore ilości promieniowania, które odpycha materię, zamiast ją przyciągać. Oznacza to, że nadmiar promieniowania skutecznie "dusi" czarną dziurę, ograniczając ilość materii, jaką może wchłonąć. Teoretycznie oznacza to, że czarne dziury mogą maksymalnie rosnąć w tempie określonym przez limit Eddingtona, chyba że materia mogłaby w jakiś nieokreślony sposób trafiać do nich bezpośrednio.

Przełomowe odkrycie stanowi obiekt o nazwie LID-568, zaobserwowany przez teleskop Chandra, a następnie zbadany przez Webba. Naukowcy oszacowali, że LID-568 ma masę około miliona razy większą niż Słońce, co czyni ją stosunkowo niewielką w porównaniu do innych supermasywnych czarnych dziur. 

Najbardziej zadziwia jednak to, że świeci ona około 10-krotnie jaśniej niż inne czarne dziury o podobnej masie badane przez Webba. Wskazuje to na to, że pochłania ona materię w niesamowitym tempie - ocenia się, że aż 40 razy szybciej niż wynika z limitu Eddingtona. Jest to absolutnie bezprecedensowe zjawisko.

Badania spektroskopowe wykazały, że LID-568 znajduje się w galaktyce karłowatej z niską emisją gazów i pyłu i widzimy ją w stanie, w jakim znajdowała się około 1,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. 

Aby przekroczyć limit Eddingtona, materia musiałaby trafiać bezpośrednio do czarnej dziury, omijając dysk akrecyjny. Badania LID-568 wskazują, że mogła ona znajdować się w gigantycznej chmurze molekularnej, która przez miliony lat dostarczała jej ogromne ilości gazu do pochłaniania. Naukowcy są zdania, że intensywna aktywność akrecyjna mogła trwać przez ponad 10 milionów lat, co pozwoliło czarnej dziurze rosnąć znacznie szybciej, niż wynikałoby to z teoretycznych ograniczeń.

Obserwacje LID-568 dostarczają cennych informacji o procesie powstawania supermasywnych czarnych dziur. Do tej pory przyjmowano, że osiągnięcie takich rozmiarów wymaga miliardów lat pochłaniania materii. Jeśli jednak czarne dziury są zdolne do przekroczenia limitu Eddingtona nawet 40-krotnie, to teoretycznie możliwe staje się ich szybkie formowanie. 

Co więcej, intensywne promieniowanie emitowane przez LID-568 mogło wpływać na proces formowania gwiazd w galaktyce, powodując, że ta stała się stosunkowo uboga w te ciała niebieskie. Może to wyjaśnić obecność sporych czarnych dziur w galaktykach z niewielką liczbą gwiazd.

Mimo że odkrycie rzuca nowe światło na proces formowania się supermasywnych czarnych dziur, wciąż rodzi wiele pytań. Dlaczego LID-568 jest jedynym znanym obiektem o tak intensywnej aktywności akrecyjnej? Jeśli rzeczywiście istniałyby inne czarne dziury rosnące w podobnym tempie, powinniśmy móc obserwować ich więcej. Naukowcy kontynuują więc poszukiwania innych podobnych obiektów, by potwierdzić, czy przekraczanie limitu Eddingtona było zjawiskiem powszechnym we wczesnym Wszechświecie.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!