Siste Nytt (NO)

James Webb-observasjoner identifiserer supermassive sorte hull som er før galaksen i det tidlige universet

Telescópio James Webb
Foto: Telescópio James Webb - 24K-Production/shutterstock.com

Telescópio Espacial James Webb fant bevis på et supermassivt sort hull som allerede var stort i sin formasjon. Oppdagelsen antyder at objektet kan ha dukket opp foran sin egen galakse i det tidlige universet. Este nylige funn utfordrer tradisjonelle modeller som forklarer opprinnelsen og veksten til disse kosmiske objektene.

Pesquisadores påpeker at det sorte hullet, som ligger omtrent 700 millioner år etter Big Bang, ikke fulgte den klassiske fasen med kollaps av massive stjerner. Resultatene av studien, fokusert på objektet kjent som Abell2744-QSO1, indikerer en innledende massiv formasjon, uten behov for en allerede etablert galakse for utviklingen. Implikasjonen er viktig for å forstå astrofysikk.

Descoberta utfordrer klassiske treningsscenarier

Cientistas hadde for flere tiår siden postulert at supermassive sorte hull ble født fra sammenbruddet av store stjerner i eksisterende galakser. Esses kosmiske objekter, ifølge tradisjonell teori, ville vokse gradvis. Eles ville absorbere materie og smelte sammen med andre sorte hull over milliarder av år for å nå deres kolossale masse.

Contudo, denne tradisjonelle modellen finner det vanskelig å forklare hvordan noen av disse himmellegemene nådde masser som tilsvarer millioner eller milliarder av soler så tidlig i universets historie. Hastigheten til denne veksten i de første dagene av kosmos utgjorde et puslespill for astronomer. De nye James Webb-observasjonene gir et alternativ. Elas indikerer at visse sorte hull kan ha dannet seg med allerede betydelige dimensjoner. Assim, avhengighet av en massiv galakse for dens første mat ville bli unnlatt. Roberto Maiolino, av Universidade av Cambridge og medforfatter av studiene, beskrev funnet som en “bemerkelsesverdig oppdagelse.” Ele fremhevet at den representerer en total revisjon av klassiske scenarier om dannelse og vekst av sorte hull.

Abell2744-QSO1-objektet observert 13 milliarder lysår unna

Objektet Abell2744-QSO1, med kallenavnet “Little Red Dot”, er omtrent 1300 lysår på tvers. Sua-lys reiste i mer enn 13 milliarder år til det ble fanget opp av James Webbs instrumenter. Romteleskopet tok tre forskjellige bilder av QSO1. Isso var mulig på grunn av effekten av gravitasjonslinser. Este-fenomenet er forårsaket av galaksehopen Abell 2744, også kjent som “Pandora Cluster”. Gravitasjonslinser forsterker lys fra fjerne objekter, og tillater detaljerte observasjoner av fjerntliggende strukturer i universet.

Foreløpig Observações av denne røde prikken indikerte at QSO1 kan være en enorm sky av hydrogen og helium. Ela dreide seg om et supermassivt sort hull med en masse anslått til å være omtrent 40 millioner ganger den til Sol. Contudo, de nye, direkte målingene tatt av forskerteamet har justert dette estimatet. De siste dataene indikerer at objektet har omtrent 50 millioner solmasser. Essa forskjell understreker nøyaktigheten til de nye observasjonsmetodene.

Instrumento NIRSpec tillater direkte massemåling

Forskerteamet brukte Telescópio Espacial James Webbs NIRSpec-instrument (Near-Infrared Spectrograph). NIRSpec var med på å kartlegge bevegelsen av gass i området rundt det sorte hullet. Além I tillegg gjorde instrumentet det mulig å identifisere den spesifikke kjemiske sammensetningen av dette området.

Forskere observerte at hydrogenet rundt Abell2744-QSO1 viser en distinkt bevegelse:

  • Keplerian Rotação: Gassen roterer i et mønster som ligner på bevegelsen til planetene rundt Sol.
  • Composição kjemi: NIRSpec hjalp til med å identifisere elementene til stede, og ga ledetråder om det svarte hullets opprinnelige miljø.
  • Mapeamento hastighet: Instrumentet laget et detaljert kart over gassens hastighet, avgjørende for masseberegninger.

Este-metoden for detaljert observasjon av gassrotasjon gjorde det mulig å direkte beregne massen til det supermassive sorte hullet. NIRSpecs evne til å utføre presise målinger ved infrarøde bølgelengder har åpnet nye vinduer til astrofysikk.

Implicações for kosmiske formasjonsmodeller

Oppdagelsen av det sorte hullet Abell2744-QSO1 representerer en betydelig milepæl innen astrofysikk. Ela tilbyr et alternativt perspektiv på dannelsen av supermassive sorte hull. Anteriormente, den rådende teorien antydet en gradvis vekst, som startet med sammenbruddet av stjerner og den påfølgende sammenslåingen av objekter. Den nye modellen, derimot, foreslår at noen av disse sorte hullene kan ha blitt født massive fra begynnelsen. Eles vil ikke være avhengig av eksistensen av en fullstendig dannet galakse for dens første fremvekst.

Essa paradigmeskifte åpner for nye forskningsmuligheter for å forstå det tidlige universet. Ela tvinger forskere til å revurdere kronologien og mekanismene for dannelsen av kosmiske strukturer. Eksistensen av så store sorte hull på et så tidlig stadium i kosmos reiser spørsmål om materiens tetthet. Também stiller spørsmål ved de fysiske forholdene i universet kort tid etter Big Bang. Publikasjoner i Nature og Monthly Notices av Royal Astronomical Society beskriver disse funnene. Elas etablerer et nytt grunnlag for fremtidige astronomiske undersøkelser.