Komunikat prasowy
Teleskop ESO dostrzegł galaktyki uwięzione w sieci supermasywnej czarnej dziury
1 października 2020
Przy pomocy należącego do ESO teleskopu VLT astronomowie odkryli sześć galaktyk znajdujących się wokół supermasywnej czarnej dziury, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat. Po raz pierwszy tego typu zgrupowanie zostało zaobserwowane tak wcześnie po Wielkim Wybuchu. Wyniki badań pomogą nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury, z których jedna rezyduje w centrum Drogi Mlecznej, formowały się i tak szybko rosły do swoich gigantycznych rozmiarów. Rezultat wspiera teorię, że czarne dziury rosną szybko w wielkich strukturach przypominających sieć, które zawierają mnóstwo zasilającego je gazu.
„Nasze badania były prowadzone przede wszystkim dzięki chęci zrozumienia jednych ze stanowiących największe wyzwanie obiektów astronomicznych – supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Są to ekstremalne systemy i jak dotąd nie mamy dobrego wyjaśnienia dla ich istnienia” powiedział Marco Mignoli, astronom z National Institute for Astrophysics (INAF) w Bolonii we Włoszech, pierwszy autor nowych badań opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.
Nowe obserwacje przy pomocy teleskopu VLT ukazały kilka galaktyk otaczających supermasywną czarną dziurę, wszystkie one znajdują się w kosmicznej „pajęczej sieci” gazu rozciągającej się na ponad 300 rozmiarów Drogi Mlecznej. „Włókna kosmicznej sieci są jak pajęcza sieć” wyjaśnia Mignoli. „Galaktyki znajdują się i rosną tam, gdzie krzyżują się włókna. Strumienie gazu – dostępne do zasilania zarówno galaktyk, jak i centralnej supermasywnej czarnej dziury – mogą przepływać wzdłuż tych włókien.”
Światło od wielkiej struktury podobnej do sieci, z centralną czarną dziurą o masie miliarda mas Słońca, podróżowało do nas od czasów, gdy Wszechświat miał zaledwie 0,9 miliarda lat. „Nasza praca umiejscowiła ten ważny element w mocno niekompletnej układance, jaką jest formowanie się i wzrost tak ekstremalnych, a jednocześnie względnie powszechnych, obiektów, tak szybko po Wielkim Wybuchu” mówi współautor Roberto Gilli, także astronom z INAF w Bolonii, odnosząc się do supermasywnych czarnych dziur.
Uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały w wyniku zapadnięcia się pierwszych gwiazd. Musiały rosnąć bardzo szybko, aby osiągnąć masy miliarda Słońca w ciągu pierwszych 0,9 miliarda lat życia Wszechświata. Astronomowie starają się wyjaśnić, w jaki sposób mogły być dostępne wystarczająco duże ilości „paliwa dla czarnych dziur”, aby umożliwić tym obiektom wzrost to tak gigantycznych rozmiarów w tak krótkim czasie. Odnaleziona struktura daje prawdopodobne wytłumaczenie: „pajęcza sieć” i galaktyki w niej zawierają wystarczającą ilość gazu, żeby stanowić paliwo dla potrzeb centralnej czarnej dziury, aby mogła stać się supermasywnym olbrzymem
Ale po pierwsze: w jaki sposób formuje się tak gigantyczna struktura podobna do sieci. Astronomowie sądzą, że kluczowe w tym przypadku są gigantyczne halo tajemniczej ciemnej materii. Uważa się, że te wielkie obszary niewidzialnej materii przyciągały olbrzymie ilości gazy we wczesnym Wszechświecie. Gaz i niewidzialna ciemna materia wspólnie formowały strukturę sieci, w której galaktyki i czarnej dziury mogą ewoluować.
„Nasze wyniki dają wsparcie pomysłowi, że najbardziej odległe i masywne czarne dziury powstają i rosną wewnątrz halo ciemnej materii w strukturach wielkoskalowych, a brak wcześniejszych detekcji tego typu struktur był zapewne spowodowany ograniczeniami obserwacyjnymi” mówi Colin Norman z Johns Hopkins University w Baltimore (USA), również współautor badań.
Wykryte teraz galaktyki są jednymi z najsłabszych, jakie mogą zaobserwować współczesne teleskopy. Odkrycie wymagało obserwacji przez siedem godzin, przy użyciu największych dostępnych teleskopów optycznych, w tym VLT. Dzięki instrumentom MUSE i FORS2 na VLT w Obserwatorium Paranal na chilijskiej pustyni Atakama, zespół potwierdził związek pomiędzy czterema z sześciu galaktyk, a czarną dziurą. „Wierzymy, że dostrzegliśmy dopiero czubek góry lodowej, a te kilka odkrytych jak dotąd galaktyk wokół supermasywnej czarnej dziury to najjaśniejsze z takich przypadków” powiedziała współautorka Barbara Balmaverde, astronom w INAF w Turynie (Włochy).
Uzyskane wyniki wnoszą wkład w nasze zrozumienie, w jaki sposób supermasywne czarne dziury i wielkie kosmiczne struktury powstały i ewoluowały. Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), będący obecnie w trakcie konstrukcji przez ESO w Chile, pozwoli na tej podstawie kontynuować badania, obserwując przy pomocy swoich potężnych instrumentów o wiele słabsze galaktyki wokół supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.
Więcej informacji
Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524”, który ukaże się w Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).
Skład zespołu badawczego: M. Mignoli (INAF, Bolonia, Włochy), R. Gilli (INAF, Bolonia, Włochy), R. Decarli (INAF, Bolonia, Włochy), E. Vanzella (INAF, Bolonia, Włochy), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Włochy), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, USA), L. Cassarà (INAF, Mediolan, Włochy), A. Comastri (INAF, Bolonia, Włochy), F. Cusano (INAF, Bolonia, Włochy), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Hiszpania), S. Marchesi (INAF, Bolonia, Włochy), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bolonia, Włochy), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Włochy & INAF, Bolonia, Włochy), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Piza, Włochy), G. Zamorani (INAF, Bolonia, Włochy), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, USA), C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, USA).
ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia (IA/FCUL) strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.
Linki
Kontakt
Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel.: +39 051 6357 382
E-mail: marco.mignoli@inaf.it
Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel.: +39 051 6357 383
E-mail: roberto.gilli@inaf.it
Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
E-mail: barbara.balmaverde@inaf.it
Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
E-mail: norman@stsci.edu
Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org
Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO
oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org
O komunikacie
Komunikat nr: | eso2016pl |
Nazwa: | SDSS J103027.09+052455.0 |
Typ: | Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple |
Facility: | Very Large Telescope |
Instrumenty: | FORS2, MUSE |
Science data: | 2020A&A...642L...1M |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.