Webb-teleskop upptäcker jättelikt svart hål som "sover" efter att ha "ätit för mycket"

(CLO) Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har astronomer upptäckt ett supermassivt svart hål som "sover" tyst, bara 800 miljoner år efter Big Bang.

Detta svarta hål, som har en massa som är ungefär 400 miljoner gånger solens, har absorberat en stor mängd galaktisk gas och stoft, vilket får det att "sova" efter att ha ätit för mycket.

Upptäckten, som publicerades i tidskriften Nature den 18 december, komplicerar ytterligare frågan om hur supermassiva svarta hål växte snabbt i det tidiga universum.

Dessa svarta hål är vanligtvis mycket stora och återfinns vanligtvis i stora galaxer i det närliggande universumet, med massor på cirka 0,1 % av värdgalaxens totala massa. Det svarta hål som upptäcktes i studien har dock en massa motsvarande cirka 40 % av värdgalaxens massa.

Supermassiva svarta hål tros generellt växa genom sammanslagning av större svarta hål och absorption av gas och stoft från deras värdgalax. Denna process tros ta miljarder år att skapa ett supermassivt svart hål. JWST har dock upptäckt ett svart hål av denna storlek redan från universums allra tidigaste stadier, då det bara var cirka 800 miljoner år gammalt.

Ett överätande svart hål i det tidiga universum är på väg att ta en tupplur. Illustration: Jiarong Gu

Det anmärkningsvärda är att trots sin enorma massa absorberar detta svarta hål inte gas och stoft i den snabba takt som andra supermassiva svarta hål gör. Istället absorberar det materia i en mycket långsam takt, bara cirka 1 % av den maximala hastigheten som är möjlig för ett sådant svart hål. Eftersom detta svarta hål inte lyser lika starkt som andra svarta hål är det i ett "vilande" tillstånd och svårt att upptäcka.

Även om det befinner sig i ett "sovande" tillstånd kan detta svarta hål fortfarande detekteras tack vare sin enorma massa. Det svarta hålets "sömn" ger också en möjlighet att studera massan och strukturen hos värdgalaxen det tillhör.

Roberto Maiolino, en medlem av forskargruppen, sa att det är möjligt att dessa svarta hål "föds stora", vilket betyder att de kan ha bildats stora från början. En annan möjlighet är att de går igenom perioder av extrem aktivitet, följt av långa perioder av vila.

Maiolino och hans team simulerade tillväxten av supermassiva svarta hål i det tidiga universum och fann att dessa svarta hål kan genomgå episoder av "övernäring". Under dessa episoder växer svarta hål extremt snabbt, men dessa episoder varar bara cirka 5 till 10 miljoner år, varefter de "sover" i tiotals miljoner år.

"Dessa korta utbrott gör att det svarta hålet kan växa snabbt medan det tillbringar större delen av sin tid i dvala", sa Maiolino. Dessa vilande perioder med svarta hål kan vara 10 till 20 gånger längre än "övernäringsepisoderna", vilket gör svarta hål i det tidiga universum mestadels vilande och svåra att upptäcka.

Upptäckten av detta supermassiva svarta hål är ett stort genombrott för att bättre förstå bildandet och utvecklingen av svarta hål i det tidiga universum. Teamet föreslår att det tidiga universum kan ha varit fyllt med dessa vilande kosmiska monster, och att vi kan upptäcka fler av dem i framtiden. På grund av dessa svarta håls vilande natur kommer det dock att bli en stor utmaning för astronomer att upptäcka dem under de kommande åren.

Ngoc Anh (enligt Space, Daily Mail, Popsci)

Källa: https://www.congluan.vn/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-ho-den-khong-lo-ngu-sau-khi-an-qua-nhieu-post326434.html