Ο Telescópio Espacial James Webb εντόπισε την πιο μακρινή αδρανή μαύρη τρύπα που έχει καταγραφεί ποτέ από αστρονόμους. Το τεράστιο αντικείμενο βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία MRG-M0138, που βρίσκεται σε απόσταση μεγαλύτερη από 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τον πλανήτη μας. Η παρατήρηση επέτρεψε στους επιστήμονες να μετρήσουν άμεσα τη μάζα μιας ανενεργής κοσμικής δομής σε μια τόσο μακρινή περίοδο στην ιστορία του σύμπαντος.
Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science περιγράφει λεπτομερώς τη χρήση φυσικού βαρυτικού φακού για τη μεγέθυνση της εικόνας του μακρινού γαλαξία. Η μέθοδος κατέστησε δυνατή την ακριβή παρακολούθηση της κίνησης των αστεριών που περιφέρονται γύρω από την κεντρική περιοχή. Η προσαρμογή αυτής της τεχνικής παρέχει πρωτοφανή δεδομένα για το σχηματισμό αυτών των αντικειμένων και την επιρροή που άσκησαν στους γαλαξίες στο νεαρό σύμπαν.
Το Gravitational Lente επιτρέπει πρωτοφανή παρατήρηση στο βαθύ διάστημα
Η μέτρηση απαιτούσε τη χρήση ενός φυσικού φαινομένου που προβλεπόταν από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Ένα σμήνος γαλαξιών τοποθετημένο στο προσκήνιο λειτουργούσε ως γιγάντιος κοσμικός μεγεθυντικός φακός. Η τεράστια βαρύτητα αυτού του συμπλέγματος κάμψε το φως που προέρχεται από το MRG-M0138, δημιουργώντας πολλαπλές εικόνες και μεγεθύνοντας την αρχική φωτεινότητα κατά περίπου 30 φορές.
Sem αυτή η φυσική μεγέθυνση, ο εξοπλισμός δεν θα μπορούσε να επιλύσει τις απαραίτητες λεπτομέρειες στην κεντρική περιοχή του γαλαξία στόχου. Ο βαρυτικός φακός επέτρεψε στους υπέρυθρους αισθητήρες να καταγράφουν ανεπαίσθητες διαφορές στην ταχύτητα μεταξύ των αστεριών. Τα αστέρια που βρίσκονται πιο κοντά στο κέντρο κινούνται διαφορετικά από αυτά που βρίσκονται στα άκρα του συστήματος.
Ο Richard Ellis, ερευνητής στο University College London και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, αξιολόγησε τον οπτικό αντίκτυπο της ανακάλυψης. Η σαφήνεια που παρέχουν τα σύγχρονα όργανα σε συνδυασμό με τη σπάνια κοσμική ευθυγράμμιση διευκολύνει τη χαρτογράφηση. Η συγκεκριμένη χωρική διαμόρφωση χρησιμεύει ως βασικός πόρος για τη μελέτη πολύ μακρινών και αρχαίων κατασκευών.
Η εκπομπή φωτός Ausência απαιτεί νέα προσέγγιση μέτρησης
Η μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο MRG-M0138 βρίσκεται σε κατάσταση λήθαργου. Η συνθήκη Esta σημαίνει ότι δεν πέφτει ύλη ή αέριο προς τον ορίζοντα γεγονότων την τρέχουσα στιγμή. Η έλλειψη τριβής και θέρμανσης υλικού καθιστά το αντικείμενο αόρατο σε όλα τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Το Pesquisadores με επικεφαλής τον Andrew Newman, από το ίδρυμα Carnegie Science, χρειαζόταν για την προσαρμογή των μεθοδολογιών υπολογισμού. Η ομάδα εφάρμοσε ένα σύστημα αστρικής δυναμικής ανάλυσης που συνήθως χρησιμοποιείται μόνο σε γαλαξίες κοντά στον Via Láctea. Η παρακολούθηση των τροχιών των γειτονικών αστεριών αποκάλυψε τη βαρυτική έλξη που ασκούσε το σκοτεινό κέντρο.
Η επιτυχής εφαρμογή αυτής της τεχνικής θέτει νέα σημεία αναφοράς για την παρατηρητική αστροφυσική.
- Ο γαλαξίας MRG-M0138 φαίνεται να μεγεθύνεται από φυσικό βαρυτικό φακό.
- Το Estrelas περιστρέφεται γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα με ταχύτητες μετρήσιμες από αισθητήρες.
- Το Massa προσδιορίζεται με αστρική δυναμική ανάλυση υψηλής ακρίβειας.
- Το Técnica είναι πλέον βιώσιμο για αντικείμενα που βρίσκονται στο πρώιμο σύμπαν.
Οι τελικοί υπολογισμοί έδειξαν ότι η μαύρη τρύπα έχει μάζα περίπου 6 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Sol. Ο αριθμός εντυπωσιάζει τους ειδικούς επειδή είναι μια δομή που σχηματίστηκε όταν το σύμπαν ήταν μόλις περίπου 3 δισεκατομμυρίων ετών. Η προσέγγιση παρακάμπτει το τεχνικό εμπόδιο της άμεσης παρατήρησης ουράνιων σωμάτων που δεν εκπέμπουν ακτινοβολία.
Το Interrupção σε σχηματισμό αστεριών σηματοδοτεί το παρελθόν του γαλαξία
Η ανάλυση του MRG-M0138 αποκάλυψε ιδιόμορφα χαρακτηριστικά σχετικά με την εξέλιξη του συστήματος. Τα δεδομένα δείχνουν ξεκάθαρα σημάδια ότι η διαδικασία σχηματισμού νέων άστρων σταμάτησε απότομα στο μακρινό παρελθόν. Τα αστέρια που υπάρχουν στον γαλαξία είναι παλιά και δεν υπάρχουν στοιχεία ενεργών αστρικών φυτωρίων στην παρατηρούμενη περιοχή.
Οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι ο γαλαξίας φιλοξενούσε ένα εξαιρετικά ενεργό κβάζαρ στα πρώτα στάδια ανάπτυξής του. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από αυτό το φαινόμενο θα είχε αποβάλει βίαια τα αποθέματα ψυχρού αερίου που είναι απαραίτητα για τη δημιουργία νέων άστρων. Η διαδικασία εξάντλησε τα διαθέσιμα καύσιμα, στερώντας τη μαύρη τρύπα από ύλη και αφήνοντας τον γαλαξία σε κατάσταση ηρεμίας.
Ο Andrew Newman τόνισε τις διαφορές στον εξελικτικό ρυθμό που βρίσκονται στο βαθύ διάστημα. Σε άλλους πρώιμους γαλαξίες που χαρτογραφήθηκαν από το τηλεσκόπιο, ο σχηματισμός άστρων σταμάτησε σε πολύ μεταγενέστερες περιόδους. Η άμεση σύγκριση μεταξύ αυτών των συστημάτων βοηθά στη δημιουργία ενός πιο ακριβούς μοντέλου των διαφορετικών μονοπατιών ανάπτυξης των κοσμικών δομών.
Οι διαστημικές αποστολές Futuras θα πρέπει να επεκτείνουν τον κατάλογο των ανακαλύψεων
Η τρέχουσα ανίχνευση ενισχύει τον θεμελιώδη ρόλο των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στη ρύθμιση του γαλαξιακού κύκλου ζωής. Το επεισόδιο έντονης δραστηριότητας στο MRG-M0138 επιτάχυνε το τέλος της φάσης δημιουργίας άστρων, μετατρέποντάς το σε έναν πρώιμο ανενεργό γαλαξία. Η μελέτη προσφέρει συγκεκριμένες ενδείξεις σχετικά με το σχηματισμό των λεγόμενων νεκρών γαλαξιών στις αρχές της ιστορίας του σύμπαντος.
Οι διεθνείς επιστήμονες της αστρονομίας του Equipes σχεδιάζουν να επεκτείνουν το δείγμα δεδομένων με νέες στοχευμένες παρατηρήσεις. Το επίκεντρο των επόμενων εκστρατειών είναι σε άλλους γαλαξίες που επηρεάζονται από βαρυτικό φακό που παρουσιάζουν παρόμοιες διακοπές στο σχηματισμό άστρων. Τα τρέχοντα θεωρητικά μοντέλα θα υποστούν ενημερώσεις για να ενσωματώσουν αυτές τις δυναμικές μετρήσεις σε μεγάλης κλίμακας προσομοιώσεις εξέλιξης.
Η συνεχής τεχνολογική πρόοδος υπόσχεται να επιταχύνει τον ρυθμό των ανακαλύψεων την επόμενη δεκαετία. Οι παρατηρήσεις Futuras που πραγματοποιούνται από εξοπλισμό νέας γενιάς, όπως τα διαστημικά τηλεσκόπια Euclid και Nancy Grace Roman, θα πρέπει να εντοπίσουν δεκάδες γαλαξίες που μεγεθύνονται από κοσμικούς φακούς. Η επιτυχώς δοκιμασμένη τεχνική αστρικής δυναμικής μέτρησης ανοίγει ένα οριστικό παράθυρο για την κατανόηση των αόρατων γιγάντων που κατοικούν στα μακρινά σημεία του διαστήματος.
