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Zwei leistungsstarke NASA-Teleskope haben das älteste und am weitesten entfernte Schwarze Loch entdeckt, das jemals entdeckt wurde.
Daten, die von energiereichen Röntgenstrahlen des Chandra-Röntgenobservatoriums und des James-Webb-Weltraumteleskops erfasst wurden, haben Astronomen dabei geholfen, die Signatur eines wachsenden Schwarzen Lochs im frühen Universum 470 Millionen Jahre nach dem Urknall, der vor 13,8 Milliarden Jahren stattfand, zu entdecken.
Der Befund wird in einer am Montag in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie beschrieben Natürliche AstronomieAstronomen könnten dabei helfen, herauszufinden, wie die ersten supermassiven Schwarzen Löcher im Universum entstanden sind.
„Wir brauchen Chandra, um diese bemerkenswerte ferne Galaxie und ihr supermassereiches Schwarzes Loch zu finden“, sagte der leitende Studienautor Agos Bogdan in einer Erklärung. „Wir nutzten außerdem ein kosmisches Vergrößerungsglas, das die Lichtmenge, die wir entdeckten, verstärkte.“ Bogdan ist Astrophysiker am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.
Er erwähnt einen Effekt namens Gravitationslinseneffekt, der auftritt, wenn nahegelegene Objekte – in diesem Fall ein Galaxienhaufen – wie eine Lupe für entfernte Objekte wirken. Die Schwerkraft verändert und verstärkt im Hintergrund der Vergrößerung im Wesentlichen das Licht entfernter Galaxien und ermöglicht es uns, ansonsten unsichtbare Himmelsmerkmale zu beobachten.
Astronomen haben in einer Galaxie namens UHZ1 ein Schwarzes Loch entdeckt. Auf den ersten Blick schien die Galaxie in derselben Richtung zu liegen wie die als Abel 2744 bekannte Galaxie, die sich etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Doch die vom Webb-Teleskop gesammelten Daten zeigen, dass UHZ1 tatsächlich weit entfernt ist und 13,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.
Ein Lichtjahr entspricht 5,88 Billionen Meilen, also der Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt. Angesichts der Entfernung zwischen der Erde und Objekten aus der Frühzeit des Universums ist es wie ein Blick zurück in die Zeit, wenn Teleskope wie Webb dieses Licht beobachten.
Das Team nutzte das Chandra-Observatorium, um überhitztes Gas zu entdecken, das Röntgenstrahlen im Inneren von UHZ1 aussendet, der Bezeichnung für ein supermassereiches Schwarzes Loch, das immer größer wird.
Der Nachweis wurde durch den Abel-Galaxienhaufen ermöglicht, der das von der UHZ1-Galaxie und dem Schwarzen Loch emittierte Röntgenlicht um den Faktor vier verstärkte.
Astronomen glauben, dass die Entdeckung ihnen helfen wird, besser zu verstehen, wie schnell sich supermassive Schwarze Löcher bildeten und nach der Entstehung des Universums ihre monströse Masse erreichten.
Forscher wollen wissen, ob die riesigen Himmelsobjekte beim Kollaps massiver Gaswolken entstanden sind oder ob sie das Ergebnis der Explosion der ersten massereichen Sterne waren.
„Es gibt physikalische Grenzen dafür, wie schnell Schwarze Löcher nach ihrer Entstehung wachsen können, aber die massereichsten haben einen Vorsprung. Es ist, als würde man einen Setzling pflanzen, es dauert weniger Zeit, bis er zu einem ausgewachsenen Baum heranwächst, als wenn man anfängt.“ mit einem Samen“, sagte Andy, ein Forscher in den Astrophysikwissenschaften an der Princeton University in New Jersey. sagte Goulding.
Er ist Co-Autor des Artikels „Nature Astronomy“ und Hauptautor eines weiteren Artikels über die UHZ1-Galaxie, der im September veröffentlicht wurde. Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
Das Team berichtete über seine Ergebnisse in Nature Astronomy und stellte fest, dass die Masse des am weitesten entfernten Schwarzen Lochs ungefähr der Gesamtmasse aller Sterne in der Galaxie entspricht. Die Masse liegt irgendwo zwischen 10 und 100 Millionen Sonnen, sagten die Forscher, gemessen an der Helligkeit und Energie der emittierten Röntgenstrahlen.
Typischerweise enthalten Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien nur 0,1 % der Masse der Sterne in ihrer Muttergalaxie.
Ein ungewöhnliches Schwarzes Loch könnte ein „übergroßes Schwarzes Loch“ sein, das beim Kollaps einer riesigen Gaswolke entstanden ist. Theoretisch im Jahr 2017 Joseph S. und Sophia S. Co-Autor beider Studien sind Fruton und Priyamvatha Natarajan, Professorin für Astronomie und Professorin für Physik an der Yale University in New Haven, Connecticut.
„Wir glauben, dass dies die erste Entdeckung eines ‚übergroßen Schwarzen Lochs‘ und der beste Beweis dafür ist, dass einige Schwarze Löcher aus massiven Gaswolken stammen“, sagte Natarajan. „Zum ersten Mal sehen wir ein supermassereiches Schwarzes Loch, das so viel wiegt wie die Sterne in seiner Galaxie, und eine kurze Phase, bevor es zurückfällt.“