Nasa’s Telescópio Espacial James Webb har fanget direkte beviser for et supermassivt sort hul, der eksisterede før galaksen omkring det. Objektet, kaldet Abell2744-QSO1, dukkede op omkring 700 millioner år efter Big Bang. Ele har en masse, der er cirka 50 millioner gange større end Sol og udgør størstedelen af den observerede struktur.
Pesquisadores kortlagde bevægelsen af gas omkring det sorte hul. Dataene bekræfter, at han dominerer systemet. Opdagelsen udfordrer den klassiske model for sorte huls dannelse fra stjerner i allerede udviklede galakser.
Imagem viser et lille objekt forstørret af gravitationslinser
Abell2744-QSO1 tilhører Little Red Dots-klassen. Ele ser ud til at være tredobbelt forstørret af galaksehoben Abell 2744, kendt som Pandoras Cluster. Værtsgalaksen måler kun 1.300 lysår på tværs. Sua lys rejste mere end 13 milliarder år for at nå Webb’s instrumenter.
NIRCam-instrumentet registrerede hundredvis af lyse objekter mod rummets mørke baggrund. Três billeder af QSO1 skiller sig ud med identifikationsbokse. QSO1A-versionen fremstår større og skarpere. Observationerne kombinerer billeddannelse og spektroskopi for at analysere gassens sammensætning og hastighed.
- QSO1-galaksen har en diameter på 1.300 lysår.
- Det centrale sorte hul tegner sig for mindst to tredjedele af den samlede masse.
- Den omgivende gas består næsten udelukkende af brint og helium.
- Miljøets metallicitet er mindre end 0,5 % af solens.
- Objektet eksisterer 700 millioner år efter Big Bang.
Movimento af gas afslører koncentreret masse i midten
Astrônomos brugte NIRSpec-spektrografens integrerede feltenhed. Eles kortlagde brints rotationshastighed omkring det sorte hul. Mønsteret følger Keplers bevægelse, ligesom planeter omkring Sol. Isso angiver, at massen er koncentreret i et centralt punkt.
Analysen gjorde det muligt direkte at beregne massen af det sorte hul. Værdien nåede op på omkring 50 millioner solmasser. Tidligere Resultados baseret på indirekte estimater pegede allerede på noget tæt på 40 mio. Den nye måling validerer antagelser brugt på andre fjerne objekter.
Det sorte hul repræsenterer en ekstraordinær andel af den samlede masse. I nærliggende galakser tegner disse objekter sig for en lille brøkdel. Aqui, den overgår langt det omgivende stjernemateriale. Miljøet har næsten ingen tunge grundstoffer produceret af stjerner.
Composição kemi forstærker det oprindelige scenarie
Mapas sammensætning viser overvægt af brint og helium. Há meget få spor af ilt eller andre metaller. Essa karakteristik peger på et system med ringe tidligere stjerneaktivitet. Det sorte hul ville være dannet uden at være afhængig af storstilede stjernekollaps.
Roberto Maiolino, fra Universidade fra Cambridge, fremhævede vigtigheden af direkte måling. Ela repræsenterer den første af sin slags i mindre end en milliard år efter Big Bang. Resultaterne er i overensstemmelse med tidligere indirekte målinger og tyder på, at der ikke var nogen overvurdering af masser i andre tilfælde.
Francesco D’Eugenio, også fra Cambridge, bemærkede, at antagelser baseret på lokaluniverset ser ud til at gælde for det fjerne univers. Bekræftelsen reducerer usikkerheden om oprindelige sorte huller.
Descoberta foreslår tunge frø i det tidlige univers
Den uforholdsmæssige størrelse af det sorte hul indikerer direkte dannelse eller kollaps af gigantiske gasskyer. Ele behøvede ikke at vokse gradvist fra mindre frø. Isso baner vejen for hypotesen om primordiale sorte huller dannet kort efter Big Bang.
Ignas Juodžbalis, en kandidatstuderende ved Cambridge, ledede en del af analysen. Ele fremhævede, at det sorte hul ser ud til at være dukket op før væsentlige stjerneprocesser. Holdet studerer nu andre Little Red Dots for at se, om fænomenet var almindeligt i det unge univers.
James Webb fortsætter med at observere lignende objekter. Forskere søger at forstå, om supermassive sorte huller generelt gik forud for de galakser, der er vært for dem i dag. Teleskopet, resultatet af samarbejdet mellem Nasa, Esa og CSA, giver os mulighed for at undersøge strukturer og oprindelsen af kosmos i hidtil usete detaljer.
Implicações til modeller for kosmisk evolution
Observationen ændrer forståelsen af strukturdannelsens rytme i det tidlige univers. Tidligere Teorias forudsagde, at galakser dannes først og derefter føder centrale sorte huller. QSO1 foreslår den modsatte vej i mindst nogle tilfælde.
Det sorte huls lave metallicitet og dominans indikerer et miljø, der endnu ikke er blevet kemisk udviklet. Isso hjælper med at forklare, hvordan sådanne massive objekter kunne dukke op så tidligt. International Equipes fortsætter med analyse af Webb-data for at forfine scenarier.
Undersøgelsen blev publiceret i tidsskrifter som Nature og Monthly Notices af Royal Astronomical Society. Ele forstærker James Webb’s rolle i at revidere paradigmer om det tidlige kosmos. Novas-observationer skulle bringe flere detaljer om disse gådefulde objekter. Nasa’s James Webb-teleskop afslører sort hul, der blev dannet før galaksen (