Ανιχνεύθηκε η πιο μακρινή συγχώνευση μαύρων τρυπών

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ‘είδε‘ την συγχώνευση δύο γαλαξιών και των τεράστιων μαύρων τρυπών τους, όπως εξελισσόταν 740 εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Πρόκειται για την πιο απομακρυσμένη ανίχνευση συγχώνευσης μαύρων τρυπών που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα.

Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζες από εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από την μάζα του Ήλιου στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία. Αυτές οι μαύρες τρύπες πιθανότατα παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των γαλαξιών στους οποίους εδρεύουν. Όμως, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πλήρως το πώς αυτά τα αντικείμενα μεγάλωσαν και έγιναν τόσο υπερμαζικά. Η εύρεση γιγάντιων μαύρων τρυπών που σχηματίστηκαν τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη δείχνει ότι ανάπτυξη των υπερμαζικών μαύρων τρυπών πρέπει να συνέβη πολύ γρήγορα και πολύ νωρίς.

Τώρα, οι παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb ρίχνουν νέο φως στην εξέλιξη των μαύρων τρυπών στο αρχέγονο Σύμπαν. Οι νέες παρατηρήσεις του James Webb έδωσαν στοιχεία για την συνεχιζόμενη συγχώνευση δύο γαλαξιών και των τεράστιων μαύρων τρυπών τους όταν το σύμπαν ήταν μόλις 740 εκατομμυρίων ετών. Το σύστημα είναι γνωστό ως ZS7.

Οι τεράστιες μαύρες τρύπες που συσσωρεύουν ύλη στον δίσκο προσάυξησής τους έχουν ιδιαίτερα φασματογραφικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στους αστρονόμους να τις αναγνωρίσουν. Για πολύ μακρινούς γαλαξίες αυτές οι υπογραφές είναι απρόσιτες από το τα γήινα τηλεσκόπια και μπορούν να φανούν μόνο με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. 

Το περιβάλλον του γαλαξιακού συστήματος ZS7

Εστιάζοντας προς το γαλαξιακό σύστημα ZS7 (από αριστερά προς τα δεξιά). Η εκπομπή ιονισμένου υδρογόνου (Hβ) στο σύστημα ZS7 προσδιορίζεται από την πορτοκαλί περιοχή και η εκπομπή διπλά ιονισμένου οξυγόνου (OIII) είναι φαίνεται με σκούρο κόκκινο (δεξιά εικόνα).

Σύμφωνα με την Hannah Übler από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο: «Βρήκαμε στοιχεία για πολύ πυκνό αέριο που κινείται γρήγορα στην γειτονιά της μαύρης τρύπας, καθώς και θερμό και υψηλά ιονισμένο αέριο που φωτίζεται από την ενεργητική ακτινοβολία που συνήθως παράγεται από τις μαύρες τρύπες στον δίσκο προσαύξησής τους. Χάρη στην άνευ προηγουμένου ευκρίνεια των δυνατοτήτων απεικόνισης του, το διαστημικό τηλεσκόπιο Webb επέτρεψε τους αστρονόμους διαχωρίσουν τις θέσεις των δύο γαλαξιών, επομένως και των υπερμαζικών μαύρων τρυπών τους.»

Η μία από τις δύο μαύρες τρύπες έχει μάζα 50 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου. Η μάζα της άλλης μαύρης τρύπας είναι πιθανότατα παρόμοια, αν και είναι πολύ πιο δύσκολο να μετρηθεί επειδή αυτή η δεύτερη μαύρη τρύπα είναι καλυμμένη από πυκνό αέριο.

Οι αστρονόμοι επισημαίνουν ότι μόλις οι δύο μαύρες τρύπες συγχωνευθούν, θα δημιουργήσουν επίσης βαρυτικά κύματα. Και γεγονότα όπως αυτό θα είναι ανιχνεύσιμα από την επόμενη γενιά παρατηρητηρίων βαρυτικών κυμάτων, όπως η μελλοντική αποστολή Laser Interferometer Space Antenna (LISA).