Hatalmas, ősi szörnyet fedezett fel a NASA

A nagy energiájú neutrinót egy szupermasszív négymilliárd fényév távolságra fekvő fekete lyuk lökte ki a Föld irányába

Az eddig észlelt legősibb fekete lyukat találhatta meg a NASA csúcsteleszkópja, a James Webb űrtávcső. Masszív bestia, ami elképesztő tömeggel rendelkezik.

A James Webb Űrteleszkóp (JWST) nagy teljesítményű kamerái lehetővé teszik, hogy visszapillantsunk az univerzum történetének kezdetéig. Segítségükkel sikerült találni egy olyan szupermasszív fekete lyukat, amely 570 millió évvel az ősrobbanás után keletkezett, és a Nap tömegének 10 milliószorosát teszi ki.

A fekete lyukat az egyik legkorábbi galaxisban találták meg, amelyet korábban EGSY8p7 néven ismertek, de azóta átnevezték CEERS_1019-re. A kutatók már korábban megállapították, hogy röviddel a világegyetem keletkezése után számos fekete lyuk jött létre, és indult gyors növekedésnek. Hogy miért jelentek meg ilyen nagy számban a korai univerzumban, és mi táplálta őket, még rejtély. Az új kutatás eredményei egyelőre nem jelentek meg lektorált szaklapban, az arXiv nevű weboldalon közölték őket.

Sikerült megtaláltuk a legtávolabbi aktív galaktikus magot (AGN) és a legtávolabbi, legkorábbi fekete lyukat, amelyet valaha felfedeztünk

- mondta Rebecca Larson, az austini Texasi Egyetem munkatársa.

Forrás: DESY, Science Communication Lab

Egy véletlen felfedezés

Larson eredetileg a CEERS_1019-et vizsgálta a nagyon korai Univerzumban a csillagkeletkezés által keltett fényt elemző munkája részeként. Ezt a fényt, az úgynevezett Lyman-alfa emissziót a csillagkeletkezési tevékenység során a semleges hidrogén ionizációja hozza létre. A korai univerzumot semleges hidrogén köd töltötte ki, amely megakadályozta a fény terjedését. A fény csak a hidrogén ionizációja után kezdhetett szabadon áramolni.

Ez volt az ún. reionizáció kora, amelynek alaposabb megismerését a CEERS_1019-hez hasonló galaxisok vizsgálata teszi lehetővé.

A CEERS_1019-et eredetileg a Hubble találta meg, de részletesebb tanulmányozásához a JWST modernebb, infravörös tartományban érzékeny műszereire volt szükség. A JWST egy órán át figyelte mind a négy műszerével a galaxist, és közben rengeteg adatot gyűjtött róla. Ezek tanulmányozása során Larson egy váratlan dolgot vett észre.

A csillagkeletkezés fényén kívül egy széles emissziós jelenséget is észlelt, amelyet az aktív galaktikus magokhoz szoktak társítani. Amikor ezt megemlítette néhány témában jártas szakértőnek, a dolgok érdekessé váltak.

A korai világegyetemben egy galaxis általában vagy egy AGN, vagy a csillagkeletkezés fényét bocsájtja ki. A kettőt egyszerre nem igazán szokták detektálni.

Fekete lyuk (illusztráció) Forrás: Science Photo Library via AFP/SAKKMESTERKE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Sakkmesterke/Science Photo Libra

Az, hogy egy szupermasszív fekete lyuk több mint 13,2 milliárd évvel ezelőtt létezett, és növekedni is látták, nem olyan meglepő, mint gondolnánk. A korai Univerzumban már sokkal nagyobb fekete lyukakat is észleltek; az ősrobbanás után 690 millió évvel keletkezett J1342+0928 kvazárgalaxisban példának okáért egy 800 millió naptömegű fekete lyuk rejtőzik. A 670 millió évvel az univerzum születése után létrejött, J0313-1806 galaxisban található fekete lyuk tömege pedig 1,6 milliárd Nap tömegének felel meg.

Mindkét kvazárban az AGN emisszió dominál. Larson és kollégái úgy vélik, hogy a CEERS_1019 egy köztes lépcsőfokot képvisel: egy pontot a későbbi, nagyobb, AGN-dominált galaxisok és aközött, ahogyan ezek a galaxisok és fekete lyukaik egyáltalán elkezdtek kialakulni.

Forrás: Science Photo Library

Sok a megválaszolatlan kérdés

Nem tudtuk és még mindig nem tudjuk, hogy a galaxisokban lévő fekete lyukak hogyan lettek ilyen nagy tömegűek ilyen korán az Univerzumban. Tehát amit találtunk, az az, amiről úgy gondoljuk, hogy az elődje, vagy valami olyasmi lehetett, ami ezekké a hihetetlenül nagy tömegű kvazárokká fejlődött"

- magyarázza Larson.

A CEERS_1019 galaxis szupermasszív fekete lyukát vizsgálva a kutatók úgy vélik, hogy az objektum egy nagy tömegű képződmény, például az Univerzum egyik első csillagának összeomlásából keletkezett. Ezek a csillagok sokkal, de sokkal nagyobbak voltak, mint napjaink csillagai, így az ilyen összeomlásból származó fekete lyuk előnnyel indulhatott volna a szupermasszívvá válás útján.