Dokonce ani vesmírná observatoř nové generace NASA nedokáže přímo vidět supermasivní černé díry, ale to neznamená, že astronomové nemohou použít její data k lepšímu pochopení záhadných monstrů.
Příležitosti jsou dokonce zobrazeny na prvních snímcích ve vědecké kvalitě Vesmírný dalekohled Jamese Webba (přezdívaný JWST nebo Webb), který NASA odhalila 12. července. I když supermasivní černé díry správné jsou neviditelné pro všechny observatoře, které shromažďují světlo, JWST bude moci pozorovat struktury nepřímo.
Ve skutečnosti už ano. Zvažte nový portrét pěti galaxií, které se zdají být uzamčeny v kosmickém tanci. „Obrázek Stephanova kvintetu, který jsme vám ukázali, je nádherný a řekne vám tolik věcí na jednom obrázku,“ řekl John Mather z Goddard Space Flight Center v Marylandu, vedoucí programový vědec pro vesmírný teleskop Jamese Webba. tisková konference pořádaná 19. července Výborem pro kosmický výzkum (COSPAR) v souvislosti s jeho výročním shromážděním, které se konalo minulý týden v Aténách.
Galerie: První fotografie vesmírného dalekohledu Jamese Webba
Na tomto snímku mohou astronomové vidět supermasivní černou díru, nebo spíše světlo uvolněné zahříváním hmoty a padajícím do masivní struktury, která obsahuje asi 24 milionů hmotností Slunce. podle Space Telescope Science Institute v Baltimoru, který observatoř provozuje. (Černá díra se také nazývá aktivní galaktické jádro pro její polohu v srdci galaxie NGC 7319.)
Ohromující snímek, který NASA zveřejnila, kombinuje snímky pořízené jak Near Infrared Camera (NIRCam), tak Mid-Infrared Instrument (MIRI). JWST ale nezachycovalo jen fotografie. Oba nástroje také shromáždily to, co vědci označují jako datové kostky, které zahrnují jak obrázky, tak i spektrální analýzatechnika, která identifikuje, kolik světla dané vlnové délky přichází ze zdroje.
Výsledky vědcům umožnily rozebrat mrak obklopující supermasivní černou díru a identifikovat, kolik zvláště zajímavých chemikálií se kde nachází. „Testujeme prostředí černé díry,“ řekl Mather o těchto pozorováních. „Nyní máme snímky tvaru vodíkového oblaku, železného oblaku, atomového vodíkového oblaku, molekulárního vodíku, jak obíhají kolem nebo se snaží spadnout do gravitačního pole černé díry.“
A jako tomu bylo u všech pozorování odhalených tento měsíc, pozorování Stephanova kvintetu přišla ještě předtím, než dalekohled začal seriózně s vědeckými operacemi; nyní se JWST pustil do toho, co astronomové doufají, že se ukáže jako 20leté funkční období vedení průkopnické vědy.
Předchůdce JWST, Hubbleův vesmírný dalekohledfunguje již více než 30 let a stále se rozvíjí, a tato starší observatoř také přispěla k pochopení supermasivních černých děr vědci.
„Hubble byl první, kdo bez pochyby dokázal, že máme černou díru v centrech galaxií, protože byli schopni pozorovat pohyb hvězd rychle obíhajících kolem černé díry,“ řekl Mather.
Webb to udělá o několik kroků dále, poznamenal. Mather zejména řekl, že doufá, že pozorování JWST astronomy poučí o původu aktivních galaktických jader, supermasivních černých děr, které se skrývají v každém galaxie‚skóre. „Uprostřed každé galaxie je obří černá díra a původ této černé díry je nyní zcela neznámý.“
Když se vědci pokusí vyřešit tuto záhadu, budou muset zjistit, kdy supermasivní černé díry dorazily na vesmírnou scénu. Na rozdíl od HST, který vidí nejostřeji ve viditelných a ultrafialových vlnových délkách světla, by infračerveně optimalizovaný JWST mohl být schopen zasáhnout dostatečně hluboko do historie vesmíru, aby mohl pozorovat dobu předtím, než takové struktury existovaly.
„Je větší, a proto může vidět dále v čase a dále ve vesmíru, takže máme více cílů, které můžeme najít,“ řekl Mather o schopnostech nové observatoře ve srovnání s Hubbleovým. „Získáváme také poněkud ostřejší snímky, a protože infračervené záření je schopné proniknout do oblaků prachu, můžeme vidět černé díry mnohem blíže k jádru.“
A pro Mathera není pochopení supermasivních černých děr jen nečinná zábava. Poznamenal, že supermasivní černá díra v srdci galaxie je dominantním hráčem v životě všeho ostatního v galaxii, zejména proto, že energie uvolněná monstrem tvaruje galaxii kolem ní. Neméně to platí o nás samotných mléčná dráha než ve vzdálené galaxii ve Stephanově kvintetu.
„Historie sluneční soustavy by bez černé díry v naší galaxii byla velmi odlišná,“ řekl Mather.
Pošlete Meghan Bartels e-mail na adresu [email protected] nebo ji sledujte na Twitteru @meghanbartels. Následuj nás na Twitteru @Spacedotcom a dál Facebook.