A James Webb Űrteleszkóp segítségével gyűjtött megfigyelések egy aktív szupermasszív fekete lyukat tártak fel, amelynek tömege 9 milliószor akkora, mint a Napé, és amely aktívan növekszik, elnyeli az anyagot a körülötte lévő űrből. 570 millió évvel az Ősrobbanás után ez az első szupermasszív fekete lyuk, amely kinőtt, bár a tudósok remélik, hogy nem sokáig fogja tartani a rekordot.
Fekete lyukat találtak az egyik legkorábbi, korábban felfedezett galaxisban EGSY8p7Felfedezése segíthet megfejteni a korai univerzum egyik legnagyobb titkát: hogyan nőttek ilyen nagyra a fekete lyukak a Kozmikus Hajnalban ilyen rövid idő alatt.
A felfedezést részletező cikk, amelyet Rebecca Larson, az austini Texasi Egyetem asztrofizikusa vezetett, a The Astrophysical Journal különszámában jelenik meg. "Megtaláltuk a legtávolabbi aktív galaktikus atommagot (AGN) és a legrégebbi fekete lyukat, amit valaha találtunk" - mondta Larson a ScienceAlertnek. Larson eredetileg a CEERS 1019-et figyelte meg a nagyon korai univerzum csillagkeletkezése által keltett fény tanulmányozása során.
Ezt a Lyman-alfa-sugárzásnak nevezett fényt a csillagkeletkezés során a semleges hidrogén ionizációja hozza létre. A korai univerzumot semleges hidrogén köd töltötte meg, amely megakadályozta a fény terjedését, csak miután ezt a hidrogént ionizálták, terjedhetett szabadon a fény.
A reionizációnak ezt a korszakát, mint ismeretes, még nem tanulmányozták teljesen. Tudjuk, hogy ez a 13,8 milliárd évvel ezelőtti Ősrobbanás utáni első milliárd évben történt, de nagyon nehéz ennyire belenézni a korai univerzumba. A CEERS 1019 és számos más rendkívül korai galaxis kiváló objektumok ehhez a tanulmányhoz, mivel viszonylag fényesek. A galaxist 2015-ben azonosították a Hubble adatok alapján, és akkoriban ez volt a legkorábbi és legtávolabbi megfigyelt galaxis.
A későbbi megfigyelések megerősítették létezését, de a részletesebb információk továbbra is megfoghatatlanok: az univerzum legkorábbi fénye az univerzum tágulása miatt olyan messzire eltolódott a spektrum infravörös részébe, hogy szükség van egy olyan erős speciális infravörös műszerre, mint a JWST. tanulmányozni azt.
Így amikor a JWST megjelent, a CEERS 1019 – a korszak legfényesebb Hubble-galaxisa – nyilvánvaló célponttá vált. A teleszkóp csak egy órán keresztül nézte a galaxist mind a négy műszerével, de rengeteg adatot szolgáltatott.
Aztán Larson észrevett valamit, amire nem egészen számított. A fényes csillagkeletkezésen kívül volt egy széles emissziós jellemző is, amely általában az AGN-hez kapcsolódik. Amikor az AGN kutatóinak mesélt róla, a dolgok érdekessé váltak. Általában a korai univerzum galaxisai vagy szupernóvából vagy csillagkeletkezésből származó fényt bocsátanak ki. Mindkettőt ugyanabban a galaxisban látni rendkívül váratlan volt.
„Hetekig vitatkoztunk, hogy legyen, legyen az egyik vagy a másik. És kiderül, hogy mindkettő. A fekete lyuk hatással van az általunk látott emissziós vonalakra, de a képeinken látható fény nagy részét továbbra is a galaxis csillagképző része uralja." Az, hogy egy szupermasszív fekete lyuk több mint 13,2 milliárd évvel ezelőtt létezett, és tovább nőtt, nem olyan meglepő, mint gondolná.
Sokkal nagyobb fekete lyukakat fedeztek fel a korai univerzumban, a J1342+0928 kvázi galaxisban, amelyet 690 millió évvel az Ősrobbanás után fedeztek fel, és 800 millió Nap méretű szupermasszív fekete lyukkal rendelkezik. A J0313-1806-ban található fekete lyuk, amelyet 670 millió évvel az Ősrobbanás után fedeztek fel, mérete 1,6 milliárd Nap.
Mindkét kvazárt az AGN emisszió uralja. Larson és munkatársai szerint a CEERS 1019 egy köztes szakasz: a pont a későbbi, nagyobb, AGN által uralt galaxisok között, és a között, hogy ezek a galaxisok és fekete lyukaik kezdetben kialakultak. A CEERS 1019 szupermasszív fekete lyukát vizsgálva a kutatók úgy vélik, hogy az objektum egy hatalmas objektum, például a világegyetem egyik legkorábbi csillagának összeomlásából keletkezett. Ezek a csillagok sokkal, de sokkal nagyobbak voltak, mint a ma körülöttünk látható csillagok, így egy ilyen összeomlásból származó fekete lyuk előnyt jelentene a szupermaszivitás felé vezető úton.
Amint Larson rámutat, az eredményeket mindössze egy óra megfigyelés alatt értek el. Az igazán mély megfigyelésektől távolabbi és még halványabb galaxisok is feltárulnak, ami végre segít megérteni, hogyan született és hogyan fejlődött az univerzum.
Olvassa el még:
- A csillagászok tanúi voltak egy fekete lyuk energetikai aktiválásának
- A szupermasszív fekete lyuk, a Sagittarius A* 200 éve ébredt fel