Det fjerneste sorte hul opdaget,

Astronomer har opdaget det fjerneste sorte hul, der nogensinde er observeret - og det er forbløffende stort for sin unge alder.

Med en vægt på 800 millioner solmasser, denne supermassive prøve blev fundet i midten af ​​en ung galakse, der genererer kraftig stråling. Kendt som en kvasar, denne type galakse oplyste det tidlige univers, og deres ekstreme aktivitet blev drevet af dynamoerne i det sorte hul i deres kerner. Men dette sorte hul er meget større end forventet for en så ung galakse.

"Dette sorte hul voksede sig langt større, end vi havde forventet på kun 690 millioner år efter Big Bang, som udfordrer vores teorier om, hvordan sorte huller dannes, "sagde Daniel Stern i en erklæring fra NASAs Jet Propulsion Laboratory. Stern er medforfatter af en ny undersøgelse, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Kosmisk fødsel og den mørke middelalder

Lad os rejse længere tilbage i tiden for fuldt ud at sætte pris på, hvor banebrydende denne opdagelse er.

Efter Big Bang, det hurtigt ekspanderende univers blev fyldt med en varm suppe af ioniseret gas, kaldes et plasma. Efterhånden som tiden gik og universet afkøledes, dette plasma kondenseret til neutrale atomer (hovedsageligt hydrogen, hvor en proton kombineres med en elektron). Indtil dette tidspunkt, universet havde ingen stjerner og ingen galakser; der havde simpelthen ikke været nok tid til ting at klumpe sig sammen under tyngdekraften til at skabe stjerner. Denne periode blev passende kaldt "den mørke middelalder", fordi den eneste stråling, der eksisterede på det tidspunkt, var baggrunden efterglød fra selve Big Bang, og det blev hurtigt rødforskydt, da universet udvidede sig. Rødforskydning opstår, når det ekspanderende univers strækker lys fra korte bølgelængder til lange bølgelængder.

Da de første stjerner startede og blev korreleret af deres indbyrdes tyngdekraft for at danne de første galakser, imidlertid, universet gennemgik en monumental forandring.

Disse første galakser genererede kraftig stråling, der nedbrød den neutrale hydrogengas, fjerner elektronerne fra protoner. Kendt som "reionisering, "universet blev igen en plasmatilstand. Normalt, denne stærkt ioniserede gas ville være uigennemsigtig for stråling, men da universet havde ekspanderet og afkølet, plasmaet var så spredt, at lys fra galakserne rejste gennem intergalaktisk rum for det meste uhindret. Det er som om kosmos flikkede stjernelyskontakten.

Kommer fra kosmisk daggry

Så, hvad har dette supermassive sorte hul at gøre med denne dramatiske kosmiske transformation?

Observationer af kvasaren, kaldet ULAS J1342+0928, har vist, at det er omgivet af neutralt brint. Det neutrale brint, der findes omkring denne babygalakse, betyder, at det er kun kom ud af denne reioniseringsperiode, gør den til den tidligste galakse, som vi kan se, da det er blandt den første befolkning af galakser, der dannes.

"Den nye kvasar er i sig selv en af ​​de første galakser, og alligevel rummer det allerede et massivt sort hul så massivt som andre i nutidens univers! "sagde medforfatter Xiaohui Fan, der arbejder ved University of Arizona, i en pressemeddelelse.

Det var ingen let opgave at opdage dette objekt. Lyset fra J1342+0928 har taget mere end 13 milliarder år at nå os, så det er ekstremt svagt og meget rødskiftet. Kvasarer var kraftfulde generatorer af kortbølgelængdestråling, som røntgenstråler. Men efter at have rejst 13 milliarder lysår, strålingen er blevet strakt til den infrarøde del af spektret, så kun de mest følsomme infrarøde undersøgelsesteleskoper kan registrere det.

Ved hjælp af data genereret fra en international trifecta af kraftfulde teleskoper, forskerne var i stand til at opsøge kvasarkandidater længst ude i kosmos. Når det er identificeret, andre observatorier slog til for at karakterisere dette ekstreme objekt.

Gemini -observatoriet på Hawaii, for eksempel, hjalp med at bestemme det sorte huls enorme masse ved at undersøge det infrarøde spektrum for at måle det sorte huls aktivitet. Kvasarer var så kraftfulde generatorer af stråling i det tidlige univers, fordi de supermassive sorte huller i deres kerner havde adgang til en enorm mængde materiale. Da de hurtigt indtog denne sag, de sorte huller dannede et stort varm og udstrålende akkretionsdisk, skaber kvasernes varemærkeslys, der kan ses på tværs af milliarder af lysår.

Det næste trin er at søge efter flere kvasarer som J1342+0928, og forskerne vurderer, at der skal være mellem 20 og 100 kvasarer som den på tværs af hele himlen.

For stor?

Nu hvor vi ved, at J1342+0928 er hjemsted for et 800 millioner solmassers supermassive sorte hul, det store spørgsmål er, hvordan fanden blev det så gigantisk?

Nogle af de største spørgsmål, der hænger over moderne kosmologi og astrofysik, fokuserer på supermassive sorte huller. Disse monstre er kendt for at gemme sig i kernerne i de fleste galakser, herunder vores egen, og vi ved, at de kan have en milliard solers masse. At forsøge at forklare, hvordan de supermassive sorte huller i vores moderne univers indtog nok stof til at blive så store, er svært nok, men at finde et 800 millioner solmassemonster, der eksisterede kun 690 millioner år efter Big Bang, er en alvorlig hovedskraber. Hvordan voksede dette baby sorte hul så stort så hurtigt?

Mekanismerne bag optagelse af sorte huller er dårligt forstået, men forskerne antyder, at dette eksempel bare kan have været en "tidlig blomstrer", der havde en ekstremt aktiv ungdom, kun for at slå sig ned som et "almindeligt" supermassivt sort hul i en stor elliptisk galakse.

"Hvis det er placeret i en tættere end gennemsnittet af universet, det kunne få en tidligere start på livet og vokse hurtigere, "Sagde Fan i en erklæring.

"Dette fund viser, at der naturligvis eksisterede en proces i det tidlige univers for at lave dette monster, "tilføjede astronomen Eduardo Bañados, ved Carnegie Institution for Science, der ledede det internationale studie. "Hvad er den proces? Nå, det vil holde teoretikere meget travlt! "

Universet er 13,8 milliarder år gammelt, så 690 millioner år repræsenterer kun 5 procent af vores universets alder.