Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Webb registrerer den hidtil fjerneste sorte hul-fusion

Tre paneler er vist, der viser et stadigt mindre område af PRIMER-galaksefeltet. Det første billede viser et stort felt af galakser på rummets sorte baggrund. Det andet billede viser et mindre område fra dette felt, og afslører galakserne mere detaljeret og optræder i en række forskellige former og farver. Det endelige billede viser ZS7-galaksesystemet, der afslører den ioniserede brintemission i orange og den dobbeltioniserede oxygenemission i mørkerød. Kredit:ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et al

Et internationalt hold af astronomer har brugt NASA/ESA/CSA James Webb-rumteleskopet til at finde beviser for en igangværende sammensmeltning af to galakser og deres massive sorte huller, da universet kun var 740 millioner år gammelt. Dette markerer den fjerneste opdagelse af en sort hul-fusion, der nogensinde er opnået, og første gang, at dette fænomen er blevet opdaget så tidligt i universet.



Astronomer har fundet supermassive sorte huller med masser af millioner til milliarder gange solens i de fleste massive galakser i lokaluniverset, inklusive i vores Mælkevejsgalakse. Disse sorte huller har sandsynligvis haft en stor indflydelse på udviklingen af ​​de galakser, de bor i. Forskere forstår dog stadig ikke helt, hvordan disse objekter voksede til at blive så massive.

Fundet af gigantiske sorte huller, der allerede var på plads i den første milliard år efter Big Bang, indikerer, at en sådan vækst må være sket meget hurtigt og meget tidligt. Nu kaster James Webb-rumteleskopet nyt lys over væksten af ​​sorte huller i det tidlige univers.

De nye Webb-observationer har givet beviser for en igangværende sammensmeltning af to galakser og deres massive sorte huller, da universet kun var 740 millioner år gammelt. Systemet er kendt som ZS7. Undersøgelsen er offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Massive sorte huller, der aktivt samler stof, har karakteristiske spektrografiske træk, der gør det muligt for astronomer at identificere dem. For meget fjerne galakser, som dem i denne undersøgelse, er disse signaturer utilgængelige fra jorden og kan kun ses med Webb.

Kredit:ESA/Webb, NASA, CSA , J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et al, N. Bartmann (ESA/Webb) Musik:Noizefield - Expect the Unexpected

"Vi fandt beviser for meget tæt gas med hurtige bevægelser i nærheden af ​​det sorte hul, såvel som varm og stærkt ioniseret gas oplyst af den energiske stråling, der typisk produceres af sorte huller i deres tilvækstepisoder," forklarede hovedforfatter Hannah Übler fra University of Cambridge i U.K. "Takket være den hidtil usete skarphed af dets billedbehandlingsevner tillod Webb også vores team at rumligt adskille de to sorte huller."

Holdet fandt ud af, at et af de to sorte huller har en masse, der er 50 millioner gange solens masse. "Massen af ​​det andet sorte hul er sandsynligvis ens, selvom det er meget sværere at måle, fordi dette andet sorte hul er begravet i tæt gas," forklarede teammedlem Roberto Maiolino fra universitetet i Cambridge og University College London i Det Forenede Kongerige.

"Vores resultater tyder på, at sammensmeltning er en vigtig rute, gennem hvilken sorte huller hurtigt kan vokse, selv ved kosmisk daggry," forklarede Übler. "Sammen med andre Webb-fund af aktive, massive sorte huller i det fjerne univers viser vores resultater også, at massive sorte huller har formet galaksernes udvikling lige fra begyndelsen."

"Stjernemassen af ​​det system, vi undersøgte, svarer til vores nabo Den Store Magellanske Sky," fortalte teammedlem Pablo G. Pérez-González fra Centro de Astrobiología (CAB), CSIC/INTA, i Spanien. "Vi kan prøve at forestille os, hvordan udviklingen af ​​fusionerende galakser kunne blive påvirket, hvis hver galakse havde et supermassivt sort hul, der er lige så stort eller større end det, vi har i Mælkevejen."

Dette billede viser miljøet i galaksesystemet ZS7 fra JWST PRIMER-programmet (PI:J. Dunlop) set af Webbs NIRCam-instrument. Kredit:ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et al

Holdet bemærker også, at når de to sorte huller smelter sammen, vil de også generere gravitationsbølger. Begivenheder som denne vil kunne spores med den næste generation af gravitationsbølgeobservatorier, såsom den kommende Laser Interferometer Space Antenna (LISA) mission, som for nylig blev godkendt af European Space Agency og vil være det første rumbaserede observatorium dedikeret til at studere gravitation bølger.

"Webbs resultater fortæller os, at lettere systemer, der kan detekteres af LISA, burde være langt hyppigere end tidligere antaget," sagde LISA Lead Project Scientist Nora Luetzgendorf fra European Space Agency i Holland. "Det vil højst sandsynligt få os til at justere vores modeller for LISA-rater i dette masseinterval. Dette er kun toppen af ​​isbjerget."

Denne opdagelse var fra observationer foretaget som en del af Galaxy Assembly med NIRSpec Integral Field Spectroscopy-programmet. Holdet er for nylig blevet tildelt et nyt stort program i Webbs cyklus 3 af observationer, for at studere i detaljer forholdet mellem massive sorte huller og deres værtsgalakser i de første milliard år.

En vigtig komponent i dette program vil være systematisk at søge efter og karakterisere sorte hul-fusioner. Denne indsats vil bestemme den hastighed, hvormed sorte huls sammensmeltning finder sted i tidlige kosmiske epoker og vil vurdere sammensmeltningens rolle i den tidlige vækst af sorte huller og den hastighed, hvormed gravitationsbølger produceres fra tidernes morgen.

Flere oplysninger: Hannah Übler et al, GA-NIFS:JWST opdager en offset AGN 740 millioner år efter big bang, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae943

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af ESA/Hubble Information Center




Sidste artikel

Næste artikel

Varme artikler
Sprog: French | Italian | Spanish | Portuguese | Swedish | German | Dutch | Danish | Norway |

Videnskab © https://da.scienceaq.com