James Webb odkrył supermasywną czarną dziurę, która poprzedzała galaktykę macierzystą

Sonda Telescópio Espacial James Webb należąca do Nasa uchwyciła bezpośrednie dowody na istnienie supermasywnej czarnej dziury, która istniała przed otaczającą ją galaktyką. Obiekt nazwany Abell2744-QSO1 pojawił się około 700 milionów lat po Big Bang. Ele ma masę około 50 milionów razy większą od Sol i stanowi większość obserwowanej struktury.

Pesquisadores zmapował ruch gazu wokół czarnej dziury. Dane potwierdzają, że dominuje w systemie. Odkrycie podważa klasyczny model powstawania czarnych dziur z gwiazd w już rozwiniętych galaktykach.

Imagem pokazuje malutki obiekt powiększony przez soczewkowanie grawitacyjne

Abell2744-QSO1 należy do klasy Little Red Dots. Ele wydaje się potrójnie powiększony przez gromadę galaktyk Abell 2744, znaną jako Cluster Pandora. Galaktyka macierzysta ma średnicę zaledwie 1300 lat świetlnych. Światło Sua podróżowało ponad 13 miliardów lat, aby dotrzeć do instrumentów Webb.

Instrument NIRCam zarejestrował setki jasnych obiektów na ciemnym tle przestrzeni kosmicznej. Obrazy Três QSO1 wyróżniają się polami identyfikacyjnymi. Wersja QSO1A wydaje się większa i ostrzejsza. Obserwacje łączą obrazowanie i spektroskopię w celu analizy składu i prędkości gazu.

• Galaktyka QSO1 ma średnicę 1300 lat świetlnych.
• Centralna czarna dziura stanowi co najmniej dwie trzecie całkowitej masy.
• Otaczający gaz składa się prawie wyłącznie z wodoru i helu.
• Metaliczność środowiska jest mniejsza niż 0,5% metaliczności Słońca.
• Obiekt istnieje 700 milionów lat po Big Bang.

Movimento gazu ujawnia skoncentrowaną masę w środku

W Astrônomos wykorzystano integralną jednostkę pola spektrografu NIRSpec. Eles zmapował prędkość obrotową wodoru wokół czarnej dziury. Wzór podąża za ruchem keplerowskim, podobnie jak planety wokół Sol. Isso wskazuje, że masa jest skupiona w punkcie centralnym.

Analiza umożliwiła bezpośrednie obliczenie masy czarnej dziury. Wartość osiągnęła około 50 milionów mas Słońca. Poprzedni Resultados oparty na pośrednich szacunkach wskazywał już na coś bliskiego 40 milionów. Nowy pomiar potwierdza założenia zastosowane w przypadku innych odległych obiektów.

Czarna dziura stanowi niezwykłą część całkowitej masy. W pobliskich galaktykach obiekty te stanowią niewielki ułamek. Aqui znacznie przewyższa otaczającą materię gwiazdową. W środowisku prawie nie ma ciężkich pierwiastków wytwarzanych przez gwiazdy.

Chemia Composição wzmacnia pierwotny scenariusz

W składzie Mapas dominuje wodór i hel. Há bardzo niewiele śladów tlenu i innych metali. Charakterystyka Essa wskazuje na system o niewielkiej wcześniejszej aktywności gwiazdowej. Czarna dziura powstałaby bez zapadania się gwiazd na dużą skalę.

Roberto Maiolino, od Universidade od Cambridge podkreśliły znaczenie pomiaru bezpośredniego. Ela jest pierwszym tego typu obiektem od niecałego miliarda lat po Big Bang. Wyniki są zgodne z wcześniejszymi pomiarami pośrednimi i sugerują, że w pozostałych przypadkach nie doszło do przeszacowania mas.

Francesco D’Eugenio, również z Cambridge, zauważył, że założenia oparte na wszechświecie lokalnym wydają się mieć zastosowanie do wszechświata odległego. Potwierdzenie zmniejsza niepewność dotyczącą pierwotnych czarnych dziur.

Descoberta sugeruje ciężkie nasiona we wczesnym wszechświecie

Nieproporcjonalny rozmiar czarnej dziury wskazuje na bezpośrednie powstawanie lub zapadanie się gigantycznych obłoków gazu. Ele nie musiał stopniowo rosnąć z mniejszych nasion. Isso toruje drogę hipotezie o pierwotnych czarnych dziurach powstałych wkrótce po Big Bang.

Część analizy prowadził Ignas Juodžbalis, absolwent Cambridge. Ele podkreślił, że czarna dziura wydaje się wyłonić przed znaczącymi procesami gwiezdnymi. Zespół bada obecnie inne Little Red Dots, aby sprawdzić, czy zjawisko to jest powszechne w młodym wszechświecie.

James Webb kontynuuje obserwację podobnych obiektów. Naukowcy starają się zrozumieć, czy supermasywne czarne dziury w ogóle poprzedzały galaktyki, w których znajdują się obecnie. Teleskop, będący wynikiem współpracy pomiędzy Nasa, Esa i CSA, pozwala nam badać struktury i pochodzenie kosmosu z niespotykaną dotąd szczegółowością.

Implicações dla modeli ewolucji kosmicznej

Obserwacja zmienia zrozumienie rytmu powstawania struktur we wczesnym Wszechświecie. Poprzedni Teorias przewidywał, że galaktyki powstają najpierw, a następnie zasilają centralne czarne dziury. QSO1 przynajmniej w niektórych przypadkach sugeruje odwrotną ścieżkę.

Niska metaliczność i dominacja czarnej dziury wskazują, że środowisko nie uległo jeszcze ewolucji chemicznej. Isso pomaga wyjaśnić, w jaki sposób tak masywne obiekty mogły pojawić się tak wcześnie. International Equipes kontynuuje analizę danych Webb w celu udoskonalenia scenariuszy.

Badanie opublikowano w czasopismach takich jak Nature i Monthly Notices wydawnictwa Royal Astronomical Society. Ele wzmacnia rolę James Webb w rewizji paradygmatów dotyczących wczesnego kosmosu. Obserwacje Novas powinny dostarczyć więcej szczegółów na temat tych zagadkowych obiektów. Teleskop James Webb należący do Nasa odkrywa czarną dziurę, która powstała przed galaktyką (