Naukowcy odkryli, że supermasywna czarna dziura w galaktyce LID-568, oddalonej o 1,5 miliarda lat od Wielkiego Wybuchu, konsumuje materię w tempie ponad 40-krotnie przekraczającym teoretyczny limit Eddingtona. To odkrycie dostarcza niezwykłego wglądu w proces, który mógł przyczynić się do szybkiego wzrostu masy tych obiektów w młodym Wszechświecie.

Limit Eddingtona to zasada, zgodnie z którą ciśnienie promieniowania światła, emitowanego przez rozgrzaną materię wokół czarnej dziury, równoważy przyciąganie grawitacyjne. Przy przekroczeniu tego limitu, materię zaczyna wypychać ciśnienie światła, co w teorii powinno powstrzymać dalsze karmienie się czarnej dziury. Mimo to, czarna dziura w LID-568 zdaje się przekraczać ten limit w sposób, który sugeruje wystąpienie zjawiska znanego jako super-Eddingtonowska akrecja, pozwalającego czarnej dziurze pochłaniać masę w ekstremalnym tempie.

Obserwacje wykonane przez zespół astronomów pod przewodnictwem Hyewona Suha z Gemini Observatory za pomocą teleskopu Jamesa Webba (JWST) wykazały, że mimo niewielkiej masy — około 7,2 miliona mas Słońca — czarna dziura generuje promieniowanie, które wskazuje na akrecję znacznie wyższą niż przewidywały dotychczasowe modele. „Ten przypadek pokazuje, że mechanizmy szybkiego karmienia się czarnych dziur powyżej limitu Eddingtona mogą wyjaśniać masywny wzrost tych obiektów we wczesnym Wszechświecie,” wyjaśnia astronom Julia Scharwächter.

Zjawisko to, choć rzadkie i krótkotrwałe, może rzucać nowe światło na ewolucję czarnych dziur. Wcześniejsze teorie sugerowały, że pierwsze supermasywne czarne dziury mogły powstać nie z gwiazd, lecz przez zapadnięcie się ogromnych obłoków gazowych, co nadawało im szybki start do dalszego wzrostu. Epizody super-Eddingtonowskiej akrecji, jak ten zaobserwowany w LID-568, mogą być brakującym elementem tej układanki.

Suh i jej zespół byli wyjątkowo szczęśliwi, że udało im się uchwycić ten proces w akcji. LID-568, ze swoją niezwykłą aktywnością, prawdopodobnie stanie się celem dalszych badań, co może przyczynić się do lepszego zrozumienia wzrostu masy czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Badanie to daje również nowe spojrzenie na to, jak masy czarnych dziur mogą rosnąć gwałtownie nawet w jednym epizodzie karmienia, co, jak podkreśla Suh, „może wyjaśniać szybki wzrost masy bez względu na to, czy czarna dziura powstała z lekkiego czy ciężkiego zarodka”.

Źródło: Science Alert