Objev nejvzdálenějšího kvazaru: má obří supermasivní černou díru s větry dosahujícími až 20 % rychlosti světla

19. 01. 2021

Vesmír Velký třesk Kvazary Černé díry Raný vesmír

Astronomové objevili nový kvazar s rudým posuvem 7,6 - to značí, že se jedná o nejvzdálenější (a nejstarší) takový známý objekt. V jádru tohoto kvazaru navíc dřímá obří supermasivní černá díra, takto velkou vědci v takto raném vesmíru nepředpokládali.

Kvazar RX J1131

Světlo z kvazaru vzdáleného 6 miliard světelných let je na tomto snímku deformováno galaxií vzdálenou zhruba 4 miliardy světelných let (uprostřed kruhu). Odraz kvazaru je zde vidět hned 4x (4 světla v kruhu), což dává vědcům unikátní možnost studovat vzdálený objekt, ale také bližší objekt, kterým světlo prochází.

Image credit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Optical: NASA/STScI

Kvazary (Quasar - quasi-stellar object) jsou velmi zářivá jádra vzdálených galaxií. V centru těchto galaxií konzumuje supermasivní černá díra velké množství materiálu z akrečního disku, který kolem ní rotuje (tento jev se označuje jako aktivní galaktické jádro (AGN). Tím vzniká intenzivní elektromagnetické záření, které lze pozorovat na miliardy světelných let daleko. Kvazary jsou jedny z nejzářivějších a nejvzdálenějších objektů, které dnes astronomové mohou pozorovat.

Blazary jsou potom kompaktní aktivní galaktická jádra, které svými energetickými proudy míří přímo k Zemi.

Kvazary jsou často charakterizovány podle rudého posuvu - čím je objekt vzdálenější, tím se díky rozpínání vesmíru jeví červenější. Doposud byly objeveny pouze dva kvazary, jejichž rudý posuv (označovaný písmenem z) byl větší než 7,5. Nově objevený kvazar s označením J0313−1806 má z=7,64 a je z nich nejdál.

Astronomové jej pozorují v době pouhých 670 milionů let po velkém třesku a jedná se tak o nejdřívější známý kvazar. Supermasivní černá díra v jeho středu je navíc obrovská - má podle odhadů kolem 1,6 miliard hmotností Slunce. Aby těch prvenství nebylo málo, kvazar J0313−1806 je první svého druhu, u kterého byly zaznamenány také větry extrémně horkých plynů, které z jeho středu unikají rychlostí až 20 % rychlosti světla.

Předchozí držitel rekordu byl objeven teprve před třemi lety a nachází se jen o asi 20 milionů světelných let blíž. Jeho centrální černá díra však má pouze poloviční hmotnost. Nově objevený kvazar tak vědcům poskytuje evidenci o prvních supermasivních černých dírách ve vesmíru.

Kvazary obsahují nepředstavitelné množství hmoty a jsou pozorovány ve velmi raném vesmíru. Pro vědce ale není snadné vysvětlit, jak mohly tyto objekty vzniknout v tak krátkém čase. Samotná hmotnost černé díry v kvazaru J0313−1806 v podstatě vylučuje hned dvě teorie o jejich vzniku. Je příliš masivní na to, aby vznikla z kompaktních hvězdokup, i na to, aby byla výsledkem akumulace hmoty z prvních masivních hvězd ve vesmíru.

Jako nejpravděpodobnější cesta pro vznik J0313−1806 se tak jeví kolaps obřího oblaku primordiálního vodíku přímo do masivní černé díry.