Telescópio Espacial James Webb zeichnete die erste direkte Messung der Masse eines supermassereichen Schwarzen Lochs im jungen Universum auf. Das zentrale Objekt von Abell2744-QSO1 wiegt etwa das 50-Millionen-fache der Masse von Sol. Ele befindet sich im Zentrum einer kleinen roten Galaxie, die 700 Millionen Jahre nach Big Bang zu sehen ist.
Pesquisadores kartierte die Bewegung des Gases um das Schwarze Loch. Die Analyse zeigt, dass es die Gesamtmasse des Systems dominiert. Der Fund eröffnet neue Diskussionen darüber, wie diese riesigen Objekte so früh in der kosmischen Geschichte entstanden sind.
Como oder James Webb haben die Masse des Schwarzen Lochs gemessen
Das Team nutzte das NIRSpec-Instrument des Teleskops, um das Gas aus der Umlaufbahn zu beobachten. Der Nahinfrarot-Spektrograph erfasste Geschwindigkeiten, die genau dem Kepler-Muster folgen. Die Esse-Bewegung zeigt an, dass fast die gesamte Masse an einem zentralen Punkt konzentriert ist.
- In der Nähe der Mitte dreht sich das Gas schneller
- Die Geschwindigkeitskurve bestätigt die punktuelle Gravitationsanziehung
- Bisherige Medições basierten auf indirekten Methoden
- Die Agora-Masse wurde direkt aus der Gasdynamik berechnet
Das Schwarze Loch repräsentiert mindestens zwei Drittel der Gesamtmasse von Abell2744-QSO1. Die Anzahl der Sterne in der Galaxie ist viel geringer. Das Esse-Ungleichgewicht stellt das klassische Modell in Frage, in dem Galaxie und Schwarzes Loch über Milliarden von Jahren zusammenwachsen.
Abell2744-QSO1 gehört zur kleinen Red-Dot-Klasse
Esses Kompakte, rötliche Objekte tauchten bei ersten Beobachtungen von James Webb in großer Zahl auf. Eles kamen in den ersten Milliarden Jahren des Universums häufig vor und existierten heute fast nicht mehr. Abell2744-QSO1 ist der erste seiner Klasse, bei dem die Masse direkt gemessen wird.
Die umgebende Galaxie ist schwach. Das zentrale Schwarze Loch glüht mit nahezu ursprünglichem Wasserstoff- und Heliumgas. Die geringe Metallizität bestätigt, dass die Umgebung der des ursprünglichen Universums nahe kam.
Implicações für die Entstehung von Schwarzen Löchern
Das Ergebnis legt nahe, dass einige supermassereiche Schwarze Löcher möglicherweise vor den Galaxien, in denen sie sich befinden, aufgetaucht sind. Duas-Hypothesen gewinnen durch die Daten an Stärke. Einer deutet auf den direkten Kollaps massiver Gaswolken hin. Outra erwähnt urzeitliche Schwarze Löcher, die kurz nach Big Bang entstanden sind.
Roberto Maiolino, Universidade oder Cambridge verdeutlichten die Auswirkungen. Der Befund stellt einen Überblick über klassische Formationsszenarien dar. Die Artikel wurden am selben Tag in Nature und Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Das Schwarze Loch von Abell2744-QSO1 ist massereicher als alle Sterne der Galaxie zusammen. Der Anteil übersteigt bei weitem das, was im lokalen Universum beobachtet wird, wo Schwarze Löcher nur einen kleinen Bruchteil der Sternmasse ausmachen.
Detalhes Beobachtungstechniker mit NIRSpec
Die integrierte Feldeinheit von NIRSpec ermöglichte die Kartierung von Geschwindigkeiten in unterschiedlichen Abständen vom Zentrum. Die Forscher verglichen die tatsächliche Bewegung mit der für verschiedene Massenverteilungen erwarteten. Apenas ein Punktobjekt erklärt die beobachtete Kepler-Rotation.
Ignas Juodžbalis und Cosimo Marconcini leiteten Teile der Arbeit. An der Zusammenarbeit waren Institutionen wie Universidade, Florença, Instituto Max Planck und Universidade Ben-Gurion beteiligt.
Was sich für zukünftige Studien des frühen Universums ändert
Astrônomos plant nun, mit derselben Technik weitere kleine rote Punkte zu beobachten. Ziel ist es zu verstehen, ob Abell2744-QSO1 eine Ausnahme darstellt oder ein häufiges Muster im jungen Universum darstellt. James Webb liefert weiterhin Daten, die etablierte Modelle in Frage stellen.
Die Entdeckung unterstreicht die Rolle des Teleskops als wesentliches Werkzeug für die Kosmologie. Die neue Direktmessung Cada bringt Wissenschaftlern Antworten auf die ersten Kapitel der Entstehung kosmischer Strukturen näher.