Nasas Telescópio Espacial James Webb har fanget direkte bevis på et supermassivt svart hull som eksisterte før galaksen rundt det. Objektet, kalt Abell2744-QSO1, dukket opp omtrent 700 millioner år etter Big Bang. Ele har en masse som er omtrent 50 millioner ganger den til Sol og utgjør størstedelen av den observerte strukturen.
Pesquisadores kartla bevegelsen av gass rundt det sorte hullet. Dataene bekrefter at han dominerer systemet. Oppdagelsen utfordrer den klassiske modellen for dannelse av svarte hull fra stjerner i allerede utviklede galakser.
Imagem viser et bittelite objekt forstørret av gravitasjonslinser
Abell2744-QSO1 tilhører klassen Little Red Dots. Ele appears triple magnified by the galaxy cluster Abell 2744, known as Pandora’s Cluster. The host galaxy measures just 1,300 light-years across. Sua light traveled more than 13 billion years to reach Webb’s instruments.
NIRCam-instrumentet registrerte hundrevis av lyse objekter mot den mørke bakgrunnen i verdensrommet. Três-bilder av QSO1 skiller seg ut med identifikasjonsbokser. QSO1A-versjonen fremstår som større og skarpere. Observasjonene kombinerer avbildning og spektroskopi for å analysere sammensetningen og hastigheten til gassen.
- QSO1-galaksen har en diameter på 1300 lysår.
- Det sentrale sorte hullet står for minst to tredjedeler av den totale massen.
- Den omkringliggende gassen består nesten utelukkende av hydrogen og helium.
- Metallisiteten til miljøet er mindre enn 0,5 % av solens.
- Objektet eksisterer 700 millioner år etter Big Bang.
Movimento av gass avslører konsentrert masse i sentrum
Astrônomos brukte NIRSpec-spektrografens integrerte feltenhet. Eles kartla rotasjonshastigheten til hydrogen rundt det sorte hullet. Mønsteret følger keplersk bevegelse, som planeter rundt Sol. Isso indikerer at massen er konsentrert på et sentralt punkt.
Analysen gjorde det mulig å direkte beregne massen til det sorte hullet. Verdien nådde rundt 50 millioner solmasser. Tidligere Resultados basert på indirekte estimater viste allerede til noe nærmere 40 millioner. Den nye målingen validerer forutsetninger brukt på andre fjerne objekter.
Det sorte hullet representerer en ekstraordinær andel av den totale massen. I nærliggende galakser utgjør disse objektene en liten brøkdel. Aqui, den overgår langt det omkringliggende stjernematerialet. Miljøet har nesten ingen tunge grunnstoffer produsert av stjerner.
Composição kjemi forsterker det opprinnelige scenarioet
Mapas sammensetning viser overvekt av hydrogen og helium. Há svært få spor av oksygen eller andre metaller. Essa karakteristikk peker på et system med liten tidligere stjerneaktivitet. Det sorte hullet ville ha dannet seg uten å være avhengig av storskala stjernekollaps.
Roberto Maiolino, fra Universidade fra Cambridge, fremhevet viktigheten av direkte måling. Ela representerer den første i sitt slag på mindre enn en milliard år etter Big Bang. Resultatene samsvarer med tidligere indirekte målinger og tyder på at det ikke var noen overestimering av masser i andre tilfeller.
Francesco D’Eugenio, også fra Cambridge, bemerket at antakelser basert på lokaluniverset ser ut til å gjelde for det fjerne universet. Bekreftelsen reduserer usikkerheten rundt primordiale sorte hull.
Descoberta foreslår tunge frø i tidlig univers
Den uforholdsmessige størrelsen på det sorte hullet indikerer direkte dannelse eller kollaps av gigantiske gasskyer. Ele trengte ikke å vokse gradvis fra mindre frø. Isso baner vei for hypotesen om primordiale sorte hull dannet like etter Big Bang.
Ignas Juodžbalis, en hovedfagsstudent ved Cambridge, ledet en del av analysen. Ele fremhevet at det sorte hullet ser ut til å ha dukket opp før betydelige stjerneprosesser. Teamet studerer nå andre Little Red Dots for å se om fenomenet var vanlig i det unge universet.
James Webb fortsetter å observere lignende objekter. Forskere søker å forstå om supermassive sorte hull generelt gikk foran galaksene som er vert for dem i dag. Teleskopet, et resultat av samarbeid mellom Nasa, Esa og CSA, lar oss undersøke strukturer og opprinnelsen til kosmos i enestående detalj.
Implicações for kosmiske evolusjonsmodeller
Observasjonen endrer forståelsen av rytmen til strukturdannelse i det tidlige universet. Tidligere Teorias spådde at galakser dannes først og deretter mater sentrale sorte hull. QSO1 antyder motsatt vei i minst noen tilfeller.
Den lave metallisiteten og dominansen til det sorte hullet indikerer et miljø som ennå ikke har blitt kjemisk utviklet. Isso hjelper til med å forklare hvordan slike massive objekter kan dukke opp så tidlig. Internasjonal Equipes fortsetter med analyse av Webb-data for å avgrense scenarier.
Studien ble publisert i tidsskrifter som Nature og Monthly Notices av Royal Astronomical Society. Ele forsterker rollen til James Webb i å revidere paradigmer om det tidlige kosmos. Novas-observasjoner bør gi flere detaljer om disse gåtefulle objektene. Nasas James Webb-teleskop avslører svart hull som ble dannet før galaksen (