Een snel voedend zwart gat in het centrum van een dwergstelsel in het vroege heelal, weergegeven in het concept van deze kunstenaar, kan belangrijke aanwijzingen bevatten voor de evolutie van superzware zwarte gaten in het algemeen.

Met behulp van gegevens van NASA's James Webb Space Telescope en Chandra X-ray Observatory ontdekte een team van astronomen dit superzware zwarte gat met lage massa slechts 1,5 miljard jaar na de oerknal. Het zwarte gat trekt materie aan met een fenomenale snelheid – meer dan 40 keer de theoretische limiet. Het “feest” van dit zwarte gat, dat weliswaar van korte duur was, zou astronomen kunnen helpen verklaren hoe superzware zwarte gaten in het vroege heelal zo snel groeiden.

In het centrum van de meeste sterrenstelsels bevinden zich superzware zwarte gaten, en moderne telescopen blijven ze op verrassend vroege momenten in de evolutie van het universum waarnemen. Het is moeilijk te begrijpen hoe deze zwarte gaten zo snel zo groot konden worden. Maar met de ontdekking van een superzwaar zwart gat met een lage massa dat zich zo snel na de geboorte van het universum in een extreem tempo tegoed doet aan materiaal, hebben astronomen nu waardevolle nieuwe inzichten in de mechanismen van snelgroeiende zwarte gaten in het vroege universum.

Het zwarte gat, LID-568 genaamd, was verborgen tussen duizenden objecten in het COSMOS-onderzoek van het Chandra X-ray Observatory, een catalogus die het resultaat was van zo'n 4,6 miljoen seconden aan Chandra-waarnemingen. Deze populatie van sterrenstelsels is zeer helder in röntgenlicht, maar onzichtbaar in optische en eerdere nabij-infraroodwaarnemingen. Door Webb op te volgen, konden astronomen de unieke infraroodgevoeligheid van het observatorium gebruiken om deze zwakke tegenhangeremissies te detecteren, wat leidde tot de ontdekking van het zwarte gat.

De snelheid en omvang van deze uitstroom brachten het team ertoe te concluderen dat een substantieel deel van de massagroei van LID-568 mogelijk heeft plaatsgevonden in een enkele episode van snelle aangroei.

LID-568 lijkt zich met materie te voeden met een snelheid die 40 keer hoger is dan de Eddington-limiet. Deze limiet heeft betrekking op de maximale hoeveelheid licht die materiaal rond een zwart gat kan uitstralen, en ook op hoe snel het materie kan absorberen, zodat de naar binnen gerichte zwaartekracht en de naar buiten gerichte druk die wordt gegenereerd door de hitte van de samengedrukte, invallende materie in evenwicht blijven. .

Deze resultaten bieden nieuwe inzichten in de vorming van superzware zwarte gaten uit kleinere “zaden” van zwarte gaten, waarvan de huidige theorieën suggereren dat ze voortkomen uit de dood van de eerste sterren van het universum (lichte zaden) of uit de directe ineenstorting van gaswolken (zware zaden). Tot nu toe ontbrak het deze theorieën aan observationele bevestiging.

De nieuwe ontdekking suggereert dat “een aanzienlijk deel van de massagroei kan plaatsvinden tijdens een enkele episode van snelle voeding, ongeacht of het zwarte gat afkomstig is van een licht of zwaar zaadje”, zegt International Gemini Observatory/NSF NOIRLab-astronoom Hyewon Suh, die leiding gaf aan het onderzoek. het onderzoeksteam.

Een artikel waarin deze resultaten worden beschreven (“A super-Eddington-accreting black hole ~1.5 Gyr after the Big Bang Observed with JWST”) verschijnt in het tijdschrift Nature Astronomy.

NASA's Marshall Space Flight Center beheert het Chandra-programma. Het Chandra X-ray Center van het Smithsonian Astrophysical Observatory controleert de wetenschappelijke operaties vanuit Cambridge, Massachusetts, en de vluchtoperaties vanuit Burlington, Massachusetts.

De James Webb-ruimtetelescoop is 's werelds belangrijkste observatorium voor ruimtewetenschap. Webb lost mysteries op in ons zonnestelsel, kijkt verder naar verre werelden rond andere sterren en onderzoekt de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin. Webb is een internationaal programma onder leiding van NASA met zijn partners ESA (European Space Agency) en CSA (Canadian Space Agency).

Lees meer van NASA's Chandra X-ray Observatory.

Lees hier meer over het Chandra X-ray Observatory en zijn missie:

Chandra

https://chandra.si.edu

Elizabeth Laundau
NASA-hoofdkwartier
Washington, DC
202-923-0167
[email protected]

Lane Figueroa
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama
256-544-0034
[email protected]