Webb målte et svart hull på 13 milliarder år — det ble dannet før sin egen galakse

Det svarte hullet i galaksen Abell2744-QSO1 har en masse på 50 millioner soler. Vertsgalaksen inneholder resten. Det forholdet strider mot alle kjente modeller: i enhver galakse astronomer kan studere i dag, utgjør det sentrale svarte hullet en forsvinnende liten andel av den totale stjernmassen. Her er det svarte hullet to tredjedeler av alt.

Den ubalansen har en presis forklaring, og den snur opp ned på forståelsen av hvordan galakser og svarte hull sameevolverer. Teamet målte galaksens metallisitet — konsentrasjonen av grunnstoffer tyngre enn hydrogen og helium, som stjerner produserer i løpet av livet sitt — og fant den under et halvt prosentpoeng av solens verdi. Den nærmest-null-avlesningen betyr at svært få stjerner hadde levd og dødd i galaksen da Webb observerte den. Det svarte hullet var allerede enormt i det som i praksis var en urørt, nyfødt galakse.

Funnet er muliggjort av en teknikk Webb tillater å bruke for første gang. Ved å kartlegge bevegelsen og sammensetningen til gass i bane nær det svarte hullet — oppvarmet plasma trukket innover med målbare hastigheter — klarte teamet ledet av Roberto Maiolino ved universitetet i Cambridge å beregne massen direkte, uten å basere seg på teoretiske tilnærminger. Det er den første direkte massemålingen av noe svart hull fra universitetets første milliard år.

Anbefalt lesingDe tyngste svarte hullene bygges av andre svarte hull, viser 153 sammenstøt

Kosmologiens standardbilde forutsetter at galakser og deres sentrale svarte hull vokser sammen over milliarder av år, og gjensidig nærer hverandre gjennom fusjoner, gastilstrøm og stjerne-tilbakekoblingssykler. Abell2744-QSO1 bryter med det bildet. Galaksen er for ursprunglig og for liten i forhold til sitt svarte hull til at de to kan ha sameutviklet seg i takt. Noe sådde dette svarte hullet tidlig — muligens et direkte kollaps av en massiv primordial gasskye, eller et svart hull født fra den første generasjonen av gigantiske stjerner — og galaksen vokste rundt det etterpå.

Resultatet er ikke endelig. Bare ett objekt på ekstrem avstand er ikke nok til å omskrive teorien for galaksedannelse. Cambridge-teamet påpeker at målingen avhenger av forutsetninger om geometrien til gassdisken rundt det svarte hullet, og at Webb-observasjonene ikke fullt ut kan løse opp de minste skalaene nær hendelserishorisonten. Uavhengig bekreftelse krever ytterligere objekter på tilsvarende avstander.

De objektene er på vei. Webbs pågående kartlegginger av det tidlige universet, særlig programmer rettet mot kjente galaktiske overtettheter som Abell2744-klyngen, vil gi det nødvendige utvalget. Maiolinos team analyserer allerede ytterligere kandidater fra det samme feltet. Den første direkte tellingen av svarte hulls masser i universitetets første milliard år er nå i gang.

Tagger: astronomi

Mer som dette

James Webb kartla 164 000 galakser og avdekket det kosmiske nettet i det unge universet

Webb fant en galakse flere ganger tyngre enn Melkeveien — og den roterer ikke

Det sorte hullet J1007+3540 våkner etter 100 millioner år i ro

Melkeveiens sorte hull har blåst en vind i 20 000 år

Universets spøkelsesaktige harddisker: Hvorfor de største sorte hullene er laget av luft

Oksygen kartlagt i 4 546 punkter i NGC 1365 rekonstruerer 12 milliarder år med galaktisk evolusjon