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Die Hubble-Archive der NASA enthüllen einen mysteriösen Vorfahren von supermassereichen Schwarzen Löchern

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Illustration, wie GNz7q einmal ausgesehen haben könnte. Obwohl äußerst selten, wurden im frühen Universum sowohl staubige Starburst-Galaxien als auch leuchtende Quasare entdeckt. Das Team glaubt, dass GNz7q das „fehlende Bindeglied“ zwischen diesen beiden Klassen von Organismen sein könnte.

ESA/Hubble, N. Bartmann

Vor etwa 13,8 Milliarden Jahren wurde das Universum mit einem heftigen Urknall geboren. Für die folgenden Jahrtausende war es jedoch mehr als eine interstellare Kindertagesstätte.

Unsere Milchstraße befand sich in ihren prägenden Jahrzehnten, junge Sterne sprühten ihre ersten Funken, und selbst die Schwarzen Löcher, die wir heute als furchterregende Riesen sehen, waren schwache Löcher, um sich an ihre Kraft zu gewöhnen und vielleicht alle LEGO-Asteroiden umzuwerfen.

Zur Überraschung der Wissenschaftler entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop der NASA laut einem Forschungsbericht eine so kleine Lücke auf seinem Weg. Veröffentlicht am Mittwoch in der Zeitschrift Nature.

Sein Geburtstag liegt etwa 750 Millionen Jahre nach dem Urknall und er trägt den Spitznamen GNz7q. liebenswert.

Jahrelang war dieses schnell wachsende, bald supermassive Schwarze Loch in alten Hubble-Daten verborgen, obwohl es in einer der am besten untersuchten Regionen des Himmels lebte, die vom Great Observations Origins Deep Survey-North abgedeckt wird. Dann, eines Tages, erschien GNz7q als mysteriöser roter Punkt inmitten des dunklen Hintergrunds des Weltraums.

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Das Schwarze Loch ist im Hubble GOODS-North Survey of the Sky als leuchtend roter Punkt zu sehen.

NASA, ESA, G. Illingworth, P. Oesch, R. Bouwens, I. Lbé und das Wissenschaftsteam S. Fujimoto et al.

„GNz7q ist eine einzigartige Entdeckung, die im Zentrum eines berühmten und gut untersuchten Himmelsfelds gefunden wurde“, sagte Gabriel Brammer, Astronom vom Niels-Bohr-Institut an der Universität Kopenhagen und Mitautor der Studie. Er sagte in einer Erklärung. „Es ist unwahrscheinlich, dass die Entdeckung von GNz7q in der relativ kleinen Untersuchungsregion GOODS-North nur ‚dummes Glück‘ war, sondern eher, dass die Prävalenz solcher Quellen tatsächlich viel höher ist als bisher angenommen“, fügte er hinzu.

Mit anderen Worten, es könnte noch mehr winzige Schwarze Löcher geben, die irrtümlicherweise übersehen wurden und nur darauf warten, gefunden zu werden. GNz7q könnte Wissenschaftlern auch helfen, eine größere kosmische Aufgabe zu erfüllen: die Entschlüsselung des Ursprungs supermassiver Schwarzer Löcher.

Verbinde die kosmischen Punkte

„Supermassive Masse“ fängt kaum an zu erklären, wie supermassive Schwarze Löcher jemals entstehen konnten. diese Räume Millionen mal so groß wie unsere Sonne. Zum Kontext: Eine Million Erden könnten in unseren Wirtsstern passen. Ich möchte gar nicht daran denken, wie viele sich in einem supermassiven Schwarzen Loch einnisten könnten.

Aus diesem Grund ist die lang erwartete Frage für Astronomen eine, über die Sie vielleicht gerade nachdenken: Wie werden einige Schwarze Löcher so groß? Wo fängt das alles an?

„Zu verstehen, wie supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum entstanden und gewachsen sind, ist zu einem großen Rätsel geworden“, sagte Bramar. Er sagte in einer Erklärung.

GNz7q kann dabei möglicherweise helfen.

Bramar erklärt, dass Wissenschaftler glauben, dass supermassereiche Schwarze Löcher aus Staubkernen stammen SterngalaxienOder Galaxien, die sehr schnell Sterne ausstoßen. Dann soll der Abgrund, während er all den Sternenstaub und die Gase verschlingt, viel Wärme gewinnen und schließlich aus seinem Kokon auftauchen, begleitet von einem Quasar oder einem leuchtenden zentralen Strahl.

Es wird angenommen, dass diese Schwarzen Löcher irgendwo auf dem Weg unaufhaltsam an Größe zunehmen und sich in die Brille verwandeln, die wir beobachten.

Obwohl Wissenschaftler in der Vergangenheit sowohl Starburst-Galaxien als auch schillernde Quasare gefunden haben, um den Anfang und das Ende der Theorie zu untermauern, basieren die mittleren Kapitel der Geschichte auf Computersimulationen. Ein Intermediär zwischen dem Beginn einer Starburst-Galaxie und dem Ende eines Quasars war zuvor noch nicht beobachtet worden – jedenfalls bis GNz7q.

„GNz7q stellt eine direkte Verbindung zwischen diesen beiden seltenen Populationen her und bietet eine neue Möglichkeit, das schnelle Wachstum supermassiver Schwarzer Löcher in den frühen Tagen des Universums zu verstehen“, sagte Seiji Fujimoto, Astronom am Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen und Hauptautor der Veröffentlichung, Er sagte in einer Erklärung.

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Künstlerisches Konzept einer Galaxie mit einem hellen Quasarstern in der Mitte.

NASA und Europäische Weltraumorganisation J. Olmsted (STScI)

Obwohl es in einer Ära lebte, die als kosmische Morgendämmerung bekannt ist, konnte GNz7q im Wesentlichen erklären, wie die supermassiven Schwarzen Löcher entstanden sind, die in späteren Zeitaltern des Universums existierten. Die NASA nennt den alten Abgrund ein mögliches „fehlendes Glied“ für die Theorie des Ursprungs supermassiver Schwarzer Löcher, vor allem, weil es das auch ist Es zeigt viele Ähnlichkeiten sowohl mit Quasaren als auch mit Sterngalaxien.

„Die Eigenschaften des Objekts im gesamten elektromagnetischen Spektrum stimmen hervorragend mit den Vorhersagen theoretischer Simulationen überein“, sagte Fujimoto. Zum Beispiel wird seine Rötung in der GOODS-North-Durchmusterung wahrscheinlich durch Quasarlicht verursacht, das durch Sternenstaub gerötet wird.

NASA James Webb, um ein altes Schwarzes Loch zu untersuchen

Hubble ist in letzter Zeit herumgewirbelt und hat kürzlich Dinge wie den am weitesten entfernten Einzelstern entdeckt Die Menschheit hat jemals ihre Augen gerichtet und Komet fasziniert mit „schmutzigem Schneeball“-Kern.

Und auch abgesehen von unserem bewährten Teleskop scheinen die astronomischen Entdeckungen insgesamt zuzunehmen. Ein Team hat zum Beispiel einen Kandidaten für gefunden Die am weitesten entfernte Galaxie, die wir je gesehen habenWir scheinen neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen Die äußeren Planeten pro Tag.

Dieser ständige Strom von Beobachtungen interstellarer Objekte ist eine großartige Neuigkeit Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASAund das GNz7q-Epos ist keine Ausnahme.

Webb bereitet sich bereits darauf vor, seine beispiellosen Infrarotbildgebungsfähigkeiten einzusetzen, um buchstäblich die tiefsten und dunkelsten Geheimnisse des Universums zu enthüllen. Es hat die Fähigkeit, direkt nach dem Urknall in die Vergangenheit zu blicken, weshalb es ein hervorragendes Werkzeug sein wird, um das neu entdeckte Schwarze Loch von Hubble bis ins kleinste Detail zu untersuchen.

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Ein Künstler stellt das James-Webb-Weltraumteleskop dar, während es durch den Weltraum fliegt.

Adriana Manrique Gutierrez, NASA-Animation

„Mit dem James-Webb-Teleskop wird eine vollständige Charakterisierung und Verifizierung ihrer Entwicklung und ihrer grundlegenden Physik in viel größerem Detail möglich sein“, sagte Fujimoto. „Nach dem regulären Start wird Webb in der Lage sein, festzustellen, wie häufig diese schnell wachsenden Schwarzen Löcher wirklich sind.“

Webb, das sich jetzt im Orbit befindet, wird voraussichtlich in diesem Sommer seine ersten Bilder aussenden. Und wenn wir uns diese lang erwarteten Bilder zum ersten Mal ansehen, möchten wir uns vielleicht an eine wichtige Botschaft erinnern, die uns durch die unerwartete Entdeckung von GNz7q gegeben wurde.

Wie Brammer sagte: „Es zeigt, dass große Entdeckungen oft vor einem verborgen sein können.“

Siehe auch  Zusammenbruch von Newtons und Einsteins Theorien der geringen Beschleunigung

Magda Franke

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