Supermasivna crna rupa u ranom Svemiru je najproždrljivija te vrste koju smo ikada vidjeli.
Nalazi se u sredini galaksije nazvane LID-568, viđene samo 1,5 milijardi godina nakon Velikog praska, i čini se da guta materijal brzinom pada čeljusti koja je preko 40 puta veća od teorijskog maksimuma poznatog kao Eddingtonova granica.
Nikada nismo vidjeli ništa slično – i to je otkriće koje bi nam moglo pomoći razotkriti jednu od najvećih misterija ranog Svemira: kako supermasivne crne rupe postaju tako nevjerojatno masivne u tako kratkom vremenskom razdoblju nakon Velikog praska.
"Ova crna rupa ima gozbu", kaže astronom Julia Scharwächter iz Gemini Observatorija i NSF-ovog NOIRLaba. "Ovaj ekstremni slučaj pokazuje da je mehanizam brzog hranjenja iznad Eddingtonove granice jedno od mogućih objašnjenja zašto vidimo ove vrlo teške crne rupe tako rano u Svemiru.", piše Science Alert.
Eddingtonova granica je prirodna posljedica procesa hranjenja crne rupe. Kada crna rupa aktivno nakuplja velike količine materijala, taj materijal ne pada ravno u gravitacijski bunar, već se prvo vrtloži poput vode koja kruži oko odvoda, pri čemu samo materijal na unutarnjem rubu diska prelazi horizont u crnu rupu. .
Nevjerovatna količina trenja i gravitacije zagrijava ovaj disk od materijala do ekstremno visokih temperatura, uzrokujući da plamti svjetlom. Ali stvar u vezi sa svjetlom je da ona vrši određeni oblik pritiska.
Jedan foton neće učiniti mnogo, ali plamen aktivnog akrecijskog diska supermasivne crne rupe je druga stvar. U određenoj tački, vanjski pritisak zračenja odgovara unutarnjem gravitacijskom privlačenju crne rupe, sprječavajući materijal da se približi. To je Eddingtonova granica.
Probijanje Eddingtonove granice akrecije je moguće. To je poznato kao super-Eddingtonova akrecija, tijekom koje crna rupa potpuno nestaje, skupljajući što više mase prije nego što pritisak zračenja preuzme. Ovo je jedan od načina na koji astronomi vjeruju da su supermasivne crne rupe u zoru vremena mogle postići mase koje se ne daju lako objasniti.
Predvođen astronomom Hyewonom Suhom iz zvjezdarnice Gemini i NSF-ovog NOIRLab-a, tim istraživača koristio je JWST za daljnja promatranja male količine galaksija koje je identificirao rendgenski opservatorij Chandra koje su bile svijetle na rendgenskim zrakama, ali slabije na drugim valnim dužinama.
Kad su stigli do LID-568, imali su problema s identificiranjem njegove udaljenosti kroz prostor-vrijeme. Galaksija je bila vrlo blijeda i vrlo teško vidljiva; ali, koristeći spektrograf integralnog polja na JWST-ovom instrumentu NIRSpec, tim je odredio točan položaj galaksije.
Daleka lokacija LID-568 je iznenađujuća. Iako je objekt slab s naše pozicije u svemiru, njegova udaljenost znači da mora biti nevjerovatno intrinzično svijetao. Detaljna promatranja otkrila su snažna istjecanja iz supermasivne crne rupe, znak akrecije dok se dio materijala preusmjerava i eksplodira u svemir.
Mukotrpna analiza podataka otkrila je da je supermasivna crna rupa relativno mala, poput supermasivnih crnih rupa; samo 7,2 miliona puta veće od mase Sunca. A količina svjetlosti koju proizvodi materijal oko diska bila je mnogo, mnogo veća nego što bi crna rupa ove mase trebala biti sposobna proizvesti. Sugerira stopu akrecije oko 40 puta veću od Eddingtonove granice.
Ovom brzinom, razdoblje super-Eddingtonove akrecije trebalo bi biti veoma kratko, što znači da su Suh i njezin tim imali veliku sreću uhvatiti ga na djelu. I očekujemo da će LID-568 postati popularna meta za promatranje naučnika crnih rupa, omogućujući nam rijedak uvid u super-Eddingtonove procese.
