Telescopul James Webb descoperă poate cea mai îndepărtată și bătrână gaură neagră supermasivă cunoscută

Telescopul James Webb ar putea fi instrumentul care a detectat cea mai îndepărtată gaură neagră supermasivă cunoscută până acum, situată în centrul galaxiei GHZ2. Această descoperire ar putea oferi indicii prețioase despre modul în care primele găuri negre s-au format la doar câteva sute de milioane de ani după Big Bang.

Astronomii care folosesc Telescopul Spațial James Webb (JWST) ar putea fi pe urmele unei descoperiri semnificative. Obiectul gigant, găzduit de galaxia GHZ2, este atât de îndepărtat încât astronomii îl observă așa cum era la aproximativ 350 de milioane de ani după Big Bang.

Cercetarea echipei, publicată inițial pe serverul de preprint arXiv pe 4 noiembrie și încă nepublicată în mod oficial, a utilizat observații din Spectrograful în Infraroșu Apropiat și Instrumentul în Infraroșu Mediu ale JWST. Aceste instrumente acoperă o gamă largă de lungimi de undă și pot detecta lumina ultravioletă și optică emisă inițial de galaxia îndepărtată, care a fost transformată în infraroșu datorită expansiunii universului.

“GHZ2 există dintr-o perioadă când universul era extrem de tânăr, lăsând relativ puțin timp pentru ca o gaură neagră supermasivă și galaxia care o găzduiește să crească împreună,” a explicat, pentru Live Science, Oscar Chavez Ortiz, doctorand în Departamentul de Astronomie de la Universitatea din Texas din Austin și autorul principal al studiului. “În universul local, găurile negre și galaxiile evoluează clar împreună, dar detectarea unui astfel de sistem la această epocă timpurie ridică întrebări despre cum găurile negre supermasive își câștigă masa atât de rapid.”

Există două ipoteze principale despre modul în care aceste găuri negre supermasive se formează atât de devreme: fie sunt „semințe ușoare” care cresc extraordinar de repede, fie „semințe grele” care încep cu mase mari, oferindu-le un avantaj.

De când descoperirea GHZ2 a fost raportată în 2022, astronomii au folosit JWST pentru a găsi multe galaxii îndepărtate. Totuși, GHZ2 se distinge pentru că spectrul său arată linii de emisie foarte intense – benzi luminoase de lumină emise de anumiți atomi sau ioni atunci când electronii lor sunt energizați și apoi eliberează energie la lungimi de undă specifice. Aceste linii oferă indicii despre procesele care alimentează GHZ2.

“Observăm linii de emisie care necesită multă energie pentru a fi produse, cunoscute sub numele de linii de înaltă ionizare,” a explicat pentru Live Science profesorul Jorge Zavala, asistent în Departamentul de Astronomie de la Universitatea din Massachusetts Amherst și coautor al studiului.

Zavala a explicat că înțelegerea actuală a ionizării gazelor se bazează în principal pe regiunile în care se formează stelele apropiate și de obicei nu ia în calcul liniile de înaltă ionizare intense. Aceste linii, și relația dintre ele, sunt adesea găsite în nucleele galactice active (AGN), care conțin găuri negre care se hrănesc activ, cu radiații mult mai energetice prezente.