Nejjasnější a nejrychleji rostoucí: astronomové identifikovali kvasar lámající rekordy

Černé díry pohánějící kvasary sbírají hmotu z jejich okolí v tak energickém procesu, že tím emitují ohromné množství světla. Dokonce tak moc, že jsou kvasary jedním z nejjasnějších objektů na obloze, a to i přes to, že jsou od Země velmi vzdálené. Obecně platí, že ty nejjasnější z nich ukrývají nejrychleji rostoucí supermasivní černé díry.

"Objevili jsme dosud nejrychleji rostoucí černou díru. Má hmotnost 17 miliard Sluncí a každý den spořádá hmotu o hmotnosti více než jednoho Slunce. Toto z ní dělá nejsvítivější objekt ve známém vesmíru," říká Christian Wolf, astronom z Australské národní univerzity (ANU) a vedoucí autor studie publikované dnes v Nature Astronomy. Kvasar, zvaný J0529-4351, je tak daleko od Země, že jeho světlu trvá přes 12 miliard let, než k nám dorazí.

Hmota, jež je ve tvaru disku přitahována k této černé díře, vyzařuje tolik energie, že je kvasar J0529-4351 přes 500 bilionkrát svítivější než Slunce [1]. "Všechno toto světlo přichází z horkého akrečního disku, který měří 7 světelných let v průměru - to musí být největší akreční disk ve vesmíru," říká student doktorského studia na ANU a spoluautor studie Samuel Lai. Sedm světelných let je přibližně 15 000krát vzdálenost mezi Sluncem a oběžnou dráhou Neptunu.

Pozoruhodné je, že se tento rekordní kvasar skrýval vědcům přímo před očima. "Je překvapivé, že jsme o něm dosud nevěděli, když známe skoro milion méně zajímavých kvasarů. Přitom nám doslova zíral do tváře," říká spoluautor Christopher Onken, astronom na ANU. Dodal, že tento objekt se objevil na snímcích z ESO Schmidt Southern Sky Survey datujících se do roku 1980, ale jako kvasar byl rozpoznán až o desítky let později.

Hledání kvasarů vyžaduje velmi kvalitní data z velkých oblastí oblohy. Výsledné datové soubory jsou tak velké, že se výzkumníci často musí obracet na modely strojového učení, aby data zanalyzovaly a rozlišily kvasary od jiných nebeských objektů. Nicméně tyto modely jsou trénovány na již existujících datech, což omezuje potenciální kandidáty na objekty podobné těm, které jsou již známy. Tedy pokud je nový kvasar svítivější než jakýkoliv dříve pozorovaný, program jej může zavrhnout a zaměnit jej za hvězdu nepříliš vzdálenou od Země.

Automatizovaná analýza dat ze satelitu Gaia Evropské vesmírné agentury přeskočila J0529-4351, jelikož jej považovala za příliš jasný a označila ho za hvězdu. Výzkumníci jej identifikovali jako vzdálený kvasar minulý rok pomocí pozorování z ANU 2,3metrového dalekohledu na observatoři Siding Spring v Austrálii. Avšak zjištění, že jde o nejsvítivější kvasar, jaký byl kdy pozorován, vyžadovalo větší dalekohled a měření přesnějším přístrojem. Spektrograf X-shooter na ESO VLT v chilské poušti Atacama poskytl tato klíčová data.

Nejrychleji rostoucí černá díra, jež byla kdy pozorována, bude perfektním cílem pro upgrade GRAVITY+ na ESO VLT Interferometer (VLTI), který byl navržen k přesnému měření hmotnosti černých děr, zahrnující i ty velmi vzdálené od Země. Ještě snadnější identifikaci a charakterizaci těchto nepolapitelných objektů umožní 39metrový dalekohled ESO ELT (Extremely Large Telescope), jenž je momentálně ve výstavbě v chilské poušti Atacama.

Studium vzdálených supermasivních černých děr nám může pomoct osvětlit některé záhady raného vesmíru, včetně toho, jak vznikly jejich hostitelské galaxie i ony samotné. Ale to není jediný důvod, proč je Wolf hledá. "Osobně mám prostě rád hádanky." říká. "Na pár minut denně si zase připadám jako dítě hledající poklad, a zároveň přináším na stůl vše, co jsem se od té doby naučil."

Poznámky

[1] Před pár lety NASA a Evropská vesmírná agentura informovali o tom, že Hubbleův vesmírný dalekohled objevil kvasar, J043947.08+163415.7, stejně jasný jako 600 bilionů Sluncí. Kvasar se však jevil jasnější než ve skutečnosti kvůli galaxii nacházející se mezi námi, která funguje jako gravitační čočka. Skutečná svítivost J043947.08+163415.7 je odhadovaná na asi 11 bilionů Sluncí (1 bilion je milion milionů 1 000 000 000 000 nebo 10¹²).

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku s názvem "The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole", který se objeví v Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-024-02195-x).

Tým tvoří: Christian Wolf (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Australia [ANU] and Centre for Gravitational Astrophysics, Australian National University, Australia [CGA]), Samuel Lai (ANU), Christopher A. Onken (ANU), Neelesh Amrutha (ANU), Fuyan Bian (European Southern Observatory, Chile), Wei Jeat Hon (School of Physics, University of Melbourne, Australia [Melbourne]), Patrick Tisserand (Sorbonne Universités, CNRS, UMR 7095, Institut d'Astrophysique de Paris, France), and Rachel L. Webster (Melbourne).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

Odkazy

• Fotografie VLT
• O ESO dalekohledu ELT se dozvíte více na zvláštní stránce a v press kitu
• Citovaný článek

Kontakty

Christian Wolf
Australian National University
Canberra, Australia
Tel.: +61(02)-61256373
Mobil: +61(0)415330371
Email: christian.wolf@anu.edu.au

Samuel Lai
Australian National University
Canberra, Australia
Mobil: +61 (0) 493418898
Email: samuel.lai@anu.edu.au

Christopher Onken
Australian National University
Canberra, Australia
Tel.: +61(0) 26125 8039
Email: christopher.onken@anu.edu.au

Rachel L. Webster (study co-author)
University of Melbourne
Melbourne, Australia
Mobil: +61(0) 425863209
Email: r.webster@unimelb.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.