Observațiile colectate cu ajutorul telescopului spațial James Webb au dezvăluit o gaură neagră supermasivă activă, a cărei masă este de 9 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui și care crește activ, absorbind materie din spațiul din jurul său. La 570 de milioane de ani după Big Bang, este prima gaură neagră supermasivă care a crescut, deși oamenii de știință speră că nu va deține recordul pentru mult timp.
O gaură neagră a fost găsită în interiorul uneia dintre cele mai vechi galaxii descoperite vreodată, cunoscută anterior ca EGSY8p7, și de atunci redenumit CEERS 1019. Descoperirea sa ar putea ajuta la rezolvarea unuia dintre cele mai mari mistere ale universului timpuriu: cum găurile negre din Zorii Cosmic au crescut la dimensiuni atât de mari într-o perioadă atât de scurtă de timp.
Un articol care detaliază descoperirea, condus de astrofizicianul Rebecca Larson de la Universitatea Texas din Austin, apare într-un număr special al The Astrophysical Journal. „Am găsit cel mai îndepărtat nucleu galactic activ (AGN) și cea mai veche gaură neagră pe care am găsit-o vreodată”, a spus Larson pentru ScienceAlert. Larson a observat inițial CEERS 1019 ca parte a lucrării sale de studiu a luminii produse de formarea stelelor în universul foarte timpuriu.
Se crede că această lumină, numită radiație Lyman alfa, este generată de ionizarea hidrogenului neutru în timpul formării stelelor. Universul timpuriu a fost umplut cu o ceață de hidrogen neutru care a împiedicat propagarea luminii, doar după ce acest hidrogen a fost ionizat lumina s-a putut propaga liber.
Această Eră a reionizării, după cum se știe, nu a fost studiată pe deplin. Știm că s-a întâmplat în primul miliard de ani după Big Bang, acum 13,8 miliarde de ani, dar este foarte dificil să privim atât de departe în universul timpuriu. CEERS 1019 și alte câteva galaxii ultra timpurii sunt obiecte excelente pentru acest studiu, deoarece sunt relativ luminoase. Galaxia a fost identificată în datele Hubble în 2015, iar la acea vreme era cea mai veche și mai îndepărtată galaxie observată.
Observații ulterioare i-au confirmat existența, dar informații mai detaliate au rămas evazive: cea mai timpurie lumină din univers, datorită expansiunii universului, s-a mutat atât de departe în partea infraroșu a spectrului încât este nevoie de un instrument special puternic în infraroșu, cum ar fi JWST. să-l studiez.
Așadar, când a apărut JWST, CEERS 1019 – cea mai strălucitoare dintre galaxiile Hubble din această epocă – a devenit o țintă evidentă. Telescopul a privit galaxia doar o oră cu toate cele patru instrumente ale sale, dar a furnizat o mulțime de date.
Apoi Larson a observat ceva la care nu prea se aștepta. Pe lângă formarea stele strălucitoare, a existat o caracteristică largă de emisie asociată de obicei cu AGN. Când le-a spus unora dintre cercetătorii AGN despre asta, lucrurile au devenit interesante. De obicei, o galaxie din universul timpuriu emite fie lumină dintr-o supernovă, fie lumină din formarea stelelor. Să le vezi pe amândouă în aceeași galaxie a fost extrem de neașteptat.
„Am argumentat săptămâni întregi că ar trebui să fie, că ar trebui să fie una sau alta. Și se dovedește că sunt ambele. Există o oarecare influență a găurii negre asupra liniilor de emisie pe care le vedem, dar cea mai mare parte a luminii pe care o vedem în imaginile noastre este încă dominată de partea care formează stelele a galaxiei.” Faptul că o gaură neagră supermasivă a existat cu mai bine de 13,2 miliarde de ani în urmă și a continuat să crească nu este atât de surprinzător pe cât ați putea crede.
Găuri negre mult mai mari au fost descoperite în universul timpuriu, J1342+0928, o cvasi-galaxie descoperită la 690 de milioane de ani după Big Bang, are o gaură neagră supermasivă de mărimea a 800 de milioane de sori. Gaura neagră din J0313-1806, descoperită la 670 de milioane de ani după Big Bang, are o dimensiune de 1,6 miliarde de sori.
Ambii acești quasari sunt dominați de emisia AGN. Potrivit lui Larson și colegii săi, CEERS 1019 este o etapă intermediară: punctul dintre galaxiile mai mari, mai ulterioare, dominate de AGN și modul în care acele galaxii și găurile lor negre au început să se formeze în primul rând. Privind gaura neagră supermasivă din CEERS 1019, cercetătorii cred că obiectul s-a format din prăbușirea unui obiect masiv, cum ar fi una dintre cele mai timpurii stele din univers. Aceste stele erau mult, mult mai mari decât stelele pe care le vedem în jurul nostru astăzi, așa că o gaură neagră de la un astfel de colaps ar avea un avans pe calea spre supramasivitate.
După cum subliniază Larson, rezultatele au fost obținute în doar o oră de observație. Se așteaptă ca observațiile cu adevărat profunde să dezvăluie galaxii mai îndepărtate și chiar mai slabe, ceea ce ne va ajuta în sfârșit să înțelegem cum s-a născut și cum a crescut universul.
Citeste si:
- Astronomii au fost martori la activarea energetică a unei găuri negre
- Gaura neagră supermasivă Săgetător A* s-a trezit acum 200 de ani