Gravitační ohyb světla odhaluje jednu z největších černých děr, jaké byly kdy objeveny

Gravitační ohyb světla odhaluje jednu z největších černých děr, jaké byly kdy objeveny

Tento článek byl přezkoumán podle Science X’s editační proces
A Opatření.
redakce Zvýrazněte následující atributy a zároveň zajistěte důvěryhodnost obsahu:

Kontrola faktů

Recenzovaná publikace

důvěryhodný zdroj

Korektura

Umělecká představa černé díry, ve které intenzivní gravitační pole černé díry deformuje prostor kolem ní. To deformuje obrazy světla na pozadí, uspořádané téměř přímo za ním, do zřetelných kruhových prstenců. Gravitační efekt „čočky“ poskytuje pozorovací metodu pro odvození existence černých děr a měření jejich hmotnosti na základě toho, jak významný je ohyb světla. Hubbleův vesmírný teleskop se zaměřuje na vzdálené galaxie, jejichž světlo prochází velmi blízko středů vnořených galaxií v popředí, u kterých se očekává, že budou hostit supermasivní černé díry, jejichž hmotnost je více než miliarda hmotnosti Slunce. Obrazový kredit: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

Tým astronomů objevil jednu z největších černých děr, která kdy byla objevena, a využila přitom jevu zvaného gravitační čočka.

Tým vedený Durhamskou univerzitou ve Spojeném království použil gravitační čočku – kde galaxie v popředí ohýbá a zvětšuje světlo ze vzdáleného objektu – a superpočítačové simulace v zařízení DiRAC HPC, což týmu umožnilo podrobně prozkoumat, jak je světlo ohýbáno černá díra v galaxii. Stovky milionů světelných let daleko od Země.

V galaxii v popředí našli supermasivní černou díru, objekt o hmotnosti více než 30 miliardkrát větší než naše Slunce, v měřítku, které astronomové vidí jen zřídka.

Toto je první černá díra objevená pomocí této techniky, protože tým simuluje světlo putující vesmírem stovky tisíckrát. Každá simulace zahrnuje jinou hmotnostní černou díru, která mění cestu světla k Zemi.

Když vědci do jedné ze svých simulací zahrnuli supermasivní černou díru, dráha, kterou světlo ze vzdálené galaxie dosáhlo na Zemi, odpovídala dráze na skutečných snímcích pořízených Hubbleovým vesmírným dalekohledem.

Výsledky byly dnes zveřejněny v časopise Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.

Video ukazující, jak astronomové použili gravitační čočku k objevení černé díry o hmotnosti 30 miliard hmotností Slunce v galaxii vzdálené 2 miliardy světelných let. Kredit: Durham University

Vedoucí autor Dr. James Nightingale z katedry fyziky Durhamské univerzity řekl: „Tato konkrétní černá díra, asi 30 miliardkrát hmotnější než naše Slunce, je jednou z největších, jaké kdy byly objeveny, a je na horní hranici toho, jak velký můžeme být.“ myslím, že černé díry se mohou stát teoretikem, takže je to velmi vzrušující objev.“

Gravitační čočka nastává, když se zdá, že gravitační pole galaxie v popředí ohýbá světlo galaxie v pozadí, což znamená, že si toho všimneme častěji.

READ  Teleskop Jamese Webba objevil nejstarší vlákno v „kosmické síti“ vůbec

Jako skutečná čočka i tato zvětšuje pozadí galaxie, což umožňuje vědcům studovat ji ve vylepšených detailech.

Statický obraz videa – černá díra – geometrie čočky. Kredit: Durham University
Statický obraz videa – černá díra – pozorovaný obraz. Kredit: Durham University

Dr. Nightingale řekl: „Většina velkých černých děr, o kterých víme, je v aktivním stavu, kdy se hmota přitahovaná k černé díře zahřívá a uvolňuje energii ve formě světla, rentgenového záření a jiného záření.“

Gravitační čočka však umožňuje studovat neaktivní černé díry, což v současnosti není možné ve vzdálených galaxiích. Tento přístup by nám mohl umožnit detekovat mnohem více černých děr mimo náš lokální vesmír a odhalit, jak se tyto exotické objekty vyvíjely zpět v kosmickém čase. .“

Studie, která zahrnuje také německý Institut Maxe Plancka, otevírá lákavou možnost, že astronomové mohou objevit neaktivní, masivnější černé díry, než se dříve myslelo, a zkoumat, jak rostou tak hmotné.

Příběh tohoto objevu začal v roce 2004, kdy si kolega astronom z Durhamské univerzity profesor Alastair Edge při prohlížení snímků SGS všiml obřího oblouku gravitační čočky.

Statický obraz videa – černá díra – celočíselná hmotnost. Kredit: Durham University
Video statický snímek supermasivní supermasivní černé díry. Kredit: Durham University
Video statický snímek černé díry – velmi nízká hmotnost. Kredit: Durham University

O 19 let vpřed a s pomocí některých snímků s vysokým rozlišením z Hubbleova teleskopu NASA a superpočítačového zařízení DiRAC COSMA8 na Durhamské univerzitě to Dr. Nightingale a jeho tým dokázali znovu navštívit a dále prozkoumat.

Tým doufá, že je to první krok k umožnění hlubšího zkoumání záhad černých děr a že budoucí dalekohledy ve velkém měřítku pomohou astronomům studovat vzdálené černé díry, aby se dozvěděli více o jejich velikosti a velikosti.

více informací:
James Nightingale et al., Abell 1201: Detection a Supermassive Black Hole in Strong Gravitational Lensing, Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad587

Informace z deníku:
Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti


Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *