De James Webb Space Telescope (JWST) heeft het oudste zwarte gat ooit ontdekt, een eeuwenoud monster met een massa van 1,6 miljoen zonnen dat zich 13 miljard jaar geleden in het verleden van het universum op de loer bevond.
De James Webb Ruimtetelescoop, waarvan de camera’s ons in staat stellen terug te kijken in de tijd naar het vroege heelal, heeft het superzware zwarte gat in het centrum van het jonge sterrenstelsel GN-z11 ontdekt, slechts 440 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal.
En deze ruimte-tijdscheur is niet de enige; het is een van de talloze zwarte gaten die zichzelf tot angstaanjagende niveaus verslonden tijdens de kosmische dageraad, de periode ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal, toen het jonge universum een miljard jaar lang begon te gloeien.
Verwant: Dit superzware zwarte gat is het verste wat op röntgenfoto’s te zien is
Het is niet duidelijk hoe kosmische wervelingen zo snel in omvang zijn toegenomen na het ontstaan van het heelal. Maar de zoektocht naar een antwoord zou kunnen helpen verklaren hoe de superzware zwarte gaten die vandaag de dag bestaan – die hele sterrenstelsels, inclusief de Melkweg, verankeren – tot zulke verbazingwekkende afmetingen kunnen uitgroeien. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen eerder dit jaar in een preprint database arXivmaar het onderzoek is nog niet door vakgenoten beoordeeld.
Zwarte gaten in het vroege heelal ‘konden niet rustig en zachtjes groeien zoals veel zwarte gaten in het heelal doen [present-day] Universum”, hoofdauteur Roberto Maiolino“Ze moeten een vreemde geboorte of vorming ervaren, een vreemde groei”, vertelde de astrofysica-professor van de Universiteit van Cambridge aan WordsSideKick.com.
Dichter bij de dag van vandaag geloven astronomen dat zwarte gaten ontstaan uit de ineenstorting van reuzensterren. Maar hoe ze zich ook vormen, ze groeien door voortdurend gas, stof, sterren en andere zwarte gaten te verslinden. Terwijl ze zich voeden, zorgt wrijving ervoor dat het materiaal dat in de kaken van de zwarte gaten spiraalt, opwarmt, waardoor licht wordt uitgezonden dat door telescopen kan worden gedetecteerd – waardoor ze worden omgezet in zogenaamde actieve galactische kernen (AGN’s).
De meest extreme AGN’s zijn quasars, superzware zwarte gaten die miljarden keren zwaarder zijn dan de zon, en die hun gasvormige cocons afvuren in uitbarstingen van licht die biljoenen keren helderder zijn dan de helderste sterren.
Omdat licht met een constante snelheid door het vacuüm van de ruimte reist, kijken wetenschappers dieper in het universum, hoe verder licht ze onderscheppen en hoe verder ze terug in de tijd reizen. Om het zwarte gat in het nieuwe onderzoek te ontdekken, scanden astronomen de hemel met twee infraroodcamera’s – het midden-infraroodinstrument (MIRI) van de James Webb Space Telescope en de nabij-infraroodcamera – en gebruikten ze spectrometers die in de camera’s waren ingebouwd om het licht te analyseren. Erin. Componentfrequenties
Door deze zwakke flitsen uit de beginjaren van het universum te ontleden, vonden ze een onverwachte piek tussen de frequenties die in het licht werden aangetroffen, een belangrijk teken dat de hete materie rond het zwarte gat zwakke lichtsporen door het universum straalde.
De meest voorkomende verklaringen voor de manier waarop deze vroege zwarte gaten zo snel groeiden, zijn dat ze zijn ontstaan uit de plotselinge ineenstorting van gigantische gaswolken of dat ze voortkwamen uit talloze samensmeltingen van sterrenklonten en zwarte gaten.
Astronomen hebben echter niet uitgesloten dat sommige van deze zwarte gaten zijn ontstaan door zogenaamde ‘oorspronkelijke’ zwarte gaten, waarvan wordt aangenomen dat ze vlak na – en in sommige theorieën zelfs vóór – het begin van het heelal zijn ontstaan.
“Het is niet zo duidelijk [direct collapse] “Het is de enige manier om een zwart gat te vormen, omdat je daarvoor een aantal speciale omstandigheden nodig hebt”, zei Maiolino. “Je hebt het nodig dat het een pure wolk is, en toch moet hij verrijkt worden met de zware elementen die door de eerste sterren, en één.” “Dit is behoorlijk groot: van 10.000 tot wel een miljoen zonsmassa’s.”
Om te voorkomen dat zo’n wolk te snel afkoelt en eerst in massieve sterren uiteenvalt, zou hij ook moeten worden bestraald met ultraviolet licht, hoogstwaarschijnlijk afkomstig van een nabijgelegen sterrenstelsel of zwart gat.
“Je hebt dus een raar geval nodig waarin de cloud niet verrijkt is [by absorbing exploded star material]”Maar het ligt ook naast een ander sterrenstelsel dat veel fotonen produceert. We zijn dus niet noodzakelijkerwijs op zoek naar één scenario; het kunnen er zelfs twee of meer zijn”, zei Maiolino.
Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.
