Folosind James Webb Space Telescop (JWST), astronomii au descoperit găuri negre super -masive, excesiv de masive, în universul timpuriu. Găurile negre par mult prea masive în comparație cu masa stelelor din galaxiile care le găzduiesc.
În universul modern, pentru galaxii apropiate de ale noastre Calea lactee, Găuri negre supermasive tind să aibă mase egale cu aproximativ 0,01% din masa stelară a galaxiei lor gazdă. Astfel, pentru fiecare 10.000 de mase solare atribuite stelelor dintr -o galaxie, există în jur de o masă solară a unei gauri negre supermasive centrale.
În noul studiu, cercetătorii au calculat statistic că găurile negre supermasive în unele dintre primele galaxii văzute de Jwst au mase de 10% din masa stelară a galaxiilor lor. Asta înseamnă pentru fiecare 10.000 de mase solare în stele din fiecare dintre aceste galaxii, există 1.000 de mase solare ale unei găuri negre supermasive.
„Masa acestor găuri negre supermasive este foarte mare în comparație cu masa stelară a galaxiilor care le găzduiesc”, a declarat pentru Space.com liderul echipei Jorryt Matthee, un om de știință la Institutul de Știință și Tehnologie Austria (ISTA). „La valoarea nominală, măsurătorile noastre implică faptul că masa de gaură neagră supermasivă este de 10% din masa stelară din galaxiile pe care le -am studiat.”
„În cel mai extrem scenariu, acest lucru ar presupune că găurile negre sunt de 1.000 de ori prea grele.”
Descoperirea ar putea aduce astronomilor un pas mai aproape de rezolvarea misterului modului în care găurile negre supermasive cu mase de milioane sau chiar de miliarde de ori cele ale soarelui au crescut atât de repede în universul timpuriu.
„În loc să spun că această descoperire este„ tulburătoare ”, aș spune că este„ promițătoare ”, după cum sugerează marea discrepanță că suntem pe cale să învățăm ceva nou”, a adăugat Matthee.
Înrudite: Telescopul James Webb surprinde prima flacără „infraroșu” din gaura neagră supermasivă a căii Lactee
Povestea începe cu mici puncte roșii
De când JWST a început să reducă datele pe Pământ în vara anului 2022, telescopul de 10 miliarde de dolari a ajutat astronomii să -și perfecționeze înțelegerea cosmosului timpuriu.
Aceasta a inclus descoperirea găurilor negre supermasive cu milioane de mase solare atunci când universul avea mai puțin de un miliard de ani. Acest lucru este problematic, deoarece oamenii de știință au estimat că lanțurile de fuziune ale găurilor negre din ce în ce mai mari și se consideră că se consideră că se consideră că se consideră că se consideră că găurile negre la dimensiuni supraermasive durează mai mult de un miliard de ani.
Un alt aspect semnificativ al acestei investigații a
a fost descoperirea „
„unele dintre care au existat la doar 1,5 miliarde de ani după
când universul era în jur de 11% din vârsta actuală.
Colorația roșie a acestor galaxii timpurii surprinzător de strălucitoare se crede că provine din gaz și praf într -un nor aplatizat de materie în jurul găurilor negre supermasive numite un disc de acreție. Pe măsură ce găurile negre uriașe se hrănesc cu această problemă, acestea emit cantități uriașe de energie electromagnetică, dintr -o regiune compactă cunoscută sub numele de
(Agn).
„În 2023 și 2024, noi și alte grupuri am descoperit o populație ascunsă anterior de AGNS în universul timpuriu în primele seturi de date de la JWST”, a spus Matthee. „Lumina pe care o vedem din aceste obiecte, în special lumina roșie, provine din discuri de acreție în jurul găurilor negre supermasive.
„Aceste obiecte au devenit cunoscute sub numele de„ Little Red Dots ”, deoarece așa apar în imaginile JWST”.
În prezent, această populație galactică timpurie este foarte interesantă, deși slab înțeleasă. De exemplu, în universul timpuriu, punctele roșii mici par a fi mult mai numeroase în comparație cu populațiile cunoscute anterior de Agns văzute de pe Pământ ca fiind supermassive cu o gaură neagră, alimentate Quasars.
Înrudite: Ce s -a întâmplat înainte de Big Bang?
„Micile puncte roșii arată, de asemenea, câteva proprietăți foarte remarcabile, cum ar fi leșinul în emisiile cu raze X, ceea ce este destul de neobișnuit pentru AGN-uri, iar emisia cu infraroșu este, de asemenea, neobișnuită”, a spus Matthee. „Datorită acestor complicații, ne străduim să interpretăm lumina pe care o observăm din micile puncte roșii, ceea ce înseamnă că este foarte dificil să le studiem proprietățile”.
Aici vine noua lucrare a lui Matthee și colegii săi. Folosind un set de date din sondajul JWST Anul 2 (Cycle 2) „Toate lucrurile mici (ALT)”, echipa a construit o hartă 3D precisă a tuturor galaxiilor dintr -o anumită regiune specifică pe cer.
„În cadrul acestei regiuni, am identificat șapte puncte roșii mici, similare cu studiile anterioare, dar acum am reușit să comparăm locațiile acestor mici puncte roșii din harta galaxiei 3D”, a spus Matthee.
Micile puncte roșii ale echipei sunt amplasate atât de departe, încât lumina lor a călătorit la noi de aproximativ 12,5 miliarde de ani. Sunt grupate în așa-numitul Web -ul cosmic al galaxiilor, poziționarea lor fiind de o importanță primordială.
Little Red Dot Galaxies sunt morcovi pe un web cosmic
Poziția galaxiilor în web -ul cosmic depinde de tipul de galaxie. Mai evoluate, galaxii masive se găsesc în regiuni excesive, cum ar fi noduri în care se conectează șuvițele web.Galaxiile mai tinere și cu masă inferioară tind să fie găsite în regiuni mai puțin dense ale Web-ului cosmic, de-a lungul lungimii șuvițelor individuale departe de noduri.
„Am descoperit că micile puncte roșii sunt în medii care seamănă cu galaxii tinere cu masă mică”, a spus Matthee. „Acest lucru implică faptul că micile galaxii cu puncte roșii sunt, de asemenea, galaxii tinere cu masă mică.”
Faptul că aceste mici galaxii cu puncte roșii conțin AGN -uri a furnizat dovezi că găurile negre timpurii cresc activ în galaxii cu mase stelare de până la aproximativ 100 de milioane de ori mai mari decât cele ale soarelui.
O posibilă explicație pentru aceasta este că găurile negre supermasive din universul timpuriu au reușit să se formeze și să crească mult mai eficient decât cele din universul actual. Acest lucru s -ar putea datora mai mult consum rapid de gaz înconjurător și materie.
„În opinia mea, cea mai probabilă explicație este creșterea extrem de rapidă a găurilor negre supermasive, alimentate de densitățile mari de gaze ale galaxiilor din universul timpuriu”, a spus Matthee. „Aceste densități duc simultan la densități stelare ridicate, ceea ce promovează formarea de găuri negre supermasive prin facilitarea coliziunilor fugite ale găurilor negre rămase.”
Dacă acest lucru este adevărat, atunci formarea stelelor și a găurilor negre supermasive în galaxii sunt legate intrinsec, aceste procese în funcție de cealaltă. Deși găurile negre supermasive cresc mai repede în galaxiile timpurii, formarea stelelor se prinde, ceea ce duce la raportul de masă 1: 100 văzut astăzi.
Acest lucru nu confirmă încă teorii de creștere rapidă față de alte explicații de creștere a găurilor negre supermasive, cum ar fi ideea că acești titani cosmici cresc din semințe masive de gauri negre create de prăbușirea directă a norilor uriași de gaz și praf.
Cu toate acestea, Matthee a adăugat că acum va fi greu pentru teoreticieni să ocolească masele de galaxie gazdă scăzute atunci când sunt luate în considerare teoriile concurente.
Matthee a explicat că următorii pași atât pentru echipă, cât și pentru comunitatea astronomică mai largă sunt eliminarea posibilității ca raportul de masă stelară de masă/gaură neagră pe care l -au găsit nu este rezultatul unor măsurători inexacte sau o prejudecată de selecție care ar fi putut favoriza cel mai activ și astfel găuri negre masive supermasive.
Acest lucru va implica probabil descoperirea mai multor galaxii cu puncte roșii, o vânătoare de care JWST va fi, fără îndoială, în centrul.
„JWST a fost important din două motive principale: fără ea, nu am fi descoperit acele populații de agns slabi”, a concluzionat Matthee. „De asemenea, fără JWST, nu am fi fost capabili să facem harta 3D exactă a distribuțiilor de galaxie pe care le -am folosit pentru a deduce proprietățile galaxiilor care găzduiesc AGN -urile slabe.
„În acest moment este un domeniu de cercetare foarte interesant!”
Cercetările echipei nu au fost încă publicate într-un jurnal revizuit de la egal la egal. A fost postat pe site -ul de depozit de hârtie arxiv.
Postat inițial pe Space.com.
Comentarii recente