Utiliser Télescope spatial James Webb (JWST), les astronomes ont trouvé un trou du noir Supermasi qui est loin et trop grand dans l’univers précoce. Le trou noir est trop massif par rapport à la masse des étoiles dans la galaxie qui héberge leur hôte.
Dans l’univers moderne, pour les galaxies proches du nôtre Voie lactée, Trou noir Supermasi A tendance à avoir la même masse qu’environ 0,01% des étoiles de leur galaxie hôte. Ainsi, pour chaque 10 000 masse solaire associée aux étoiles de la galaxie, il y a environ une masse solaire du trou du noir de Supermasi central.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont statistiquement calculé que le trou du noir Supermasi dans certaines des galaxies initiales vues par Jwst A une masse de 10% de la masse de leur Galaxy Star. Cela signifie que pour chaque 10 000 masse du soleil dans les étoiles dans chacune de ces galaxies, il y a 1 000 masse au soleil du trou noir de Supermasi.
“La masse du trou noir Supermasif est très élevée par rapport à la masse de la star de Galaxy qui est l’hôte”, a déclaré à Space.com le chef d’équipe Jorryt Matthee, scientifique de l’Institut autrichien des sciences et de la technologie (ISTA). “Sur la valeur nominale, notre mesure implique que la masse du trou noir supermase est de 10% de la masse des étoiles dans la galaxie que nous avons apprise.”
“Dans le scénario le plus extrême, cela impliquera que le trou noir est 1 000 fois trop lourd.”
Cette découverte peut faire en sorte que les astronomes se rapprochent pour résoudre le mystère de la façon dont les trous du noir Supermasi avec des millions de masse ou même des milliards de fois que le soleil se développe si rapidement dans le début de l’univers.
“Au lieu de dire que cette découverte est” troublante “, je dirai qu’elle est” prometteuse “, comme suggéré par la grande différence que nous apprendrons quelque chose de nouveau”, a ajouté Matthee.
L’histoire commence par un petit point rouge
Depuis que JWST a commencé à rayonner vers la Terre à l’été 2022, un télescope de 10 milliards de dollars a aidé les astronomes à améliorer leur compréhension du cosmos initial.
Cela comprend la découverte d’un trou de Black Supermasi avec des millions de masses solaires lorsque l’univers a moins d’un milliard d’années. Ceci est problématique, car les scientifiques estiment que la chaîne de fusion du plus grand trou noir et l’alimentation gourmand du matériau environnant qui dirige le trou noir vers la taille de la supermase est considéré comme un milliard d’années.
Un autre aspect important de cette recherche Early Univers par JWST est devenu une découverte “Small Red Dot Galaxy“Certains d’entre eux ne sont que 1,5 milliard d’années après Big bangLorsque l’univers représente environ 11% de l’âge actuel.
La couleur rouge de la galaxie initiale très brillante est considérée comme provenant du gaz et de la poussière dans les nuages plats autour du trou noir supermasifasif appelé disque d’accrétion. Lorsqu’un trou noir géant mange ce problème, il émet de grandes quantités d’énergie électromagnétique, de la zone compacte connue sous le nom Le noyau galactique est actif (AGN).
“En 2023 et 2024, nous et d’autres groupes avons trouvé la population AGN qui était auparavant cachée dans l’univers initial dans le premier ensemble de données de JWST”, a déclaré Matthee. “La lumière que nous voyons de ces objets, en particulier la lumière rouge, provient du disque d’accrétion autour du trou du noir Supermasi.
“Ces objets sont connus sous le nom de« petits points rouges »parce que c’est ce qui apparaît dans l’image JWST.»
À l’heure actuelle, cette population de galaxies initiale est très intéressante, bien qu’elle ne soit pas comprise. Par exemple, dans l’univers initial, les petits points rouges semblent bien plus que la population AGN précédemment connue qui est vue de la Terre comme un trou de supermasi-noir alimenté quasar.
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Une image montre six de la galaxie “Small Red Dot” vu par JWST dans le début de l’univers. (Image de crédit: NASA, ESA, CSA, STSCI, Dale Kocevski (Colby College))
“Les petits points rouges montrent également des traits extraordinaires, tels que l’évanouissement des émissions de rayons X, qui sont très inhabituels pour l’AGN, et les émissions infrarouges sont également inhabituelles”, a déclaré Matthee. “En raison de cette complication, nous avons du mal à interpréter la lumière que nous observons à partir de petits points rouges, ce qui signifie qu’il est très difficile d’apprendre leurs propriétés.”
C’est là que le nouveau travail de Matthee et de son collègue est entré. En utilisant des ensembles de données de JWST Year 2 (cycle 2) «Toutes les petites choses (ALT)», l’équipe construit la bonne carte 3D de toutes les galaxies dans certaines régions du ciel.
“Dans la région, nous avons identifié sept petits points rouges, similaires aux recherches antérieures, mais nous avons maintenant pu comparer l’emplacement de ces petits points rouges sur la carte 3D Galaxy”, a déclaré Matthee.
Les petits points rouges de l’équipe étaient jusqu’à présent pour que leur lumière se rendait à nous depuis environ 12,5 milliards d’années. Ils sont regroupés dans ce qu’on appelle Les sites Web Cosmic Galaxy, avec leur position, sont très importants.
Une petite galaxie à points rouges est une pièce sur une toile cosmique
La position de la galaxie dans le filet cosmique dépend du type de galaxie. De grandes galaxies qui sont plus évoluées, trouvées dans des zones trop denses comme Le nœud où le Web s’égare est connecté.Les galaxies plus jeunes et basses ont tendance à être trouvées dans des zones moins denses des réseaux cosmiques, le long des brins d’individus loin des nœuds.
“Nous avons constaté que les petits points rouges sont dans un environnement qui ressemble à de jeunes galaxies à faible masse”, a déclaré Matthee. “Cela implique qu’une petite galaxie à points rouges est également une jeune galaxie de masse basse.”
Le fait que cette petite galaxie à points rouges contient AGN a fourni des preuves que le trou noir initial s’est activement développé dans la galaxie avec la masse de la faible étoile environ 100 millions de fois le soleil.
Une illustration montre un trou de supermasi-noir au cœur d’une zone appelée AGN (Image de crédit: NASA / JPL-CALTECH)
L’une des explications possibles à cela est que le trou du noir Supermasi dans l’univers initial a réussi à se former et à se développer beaucoup plus efficacement que ceux de l’univers aujourd’hui. Cela pourrait être parce que plus Consommation rapide du gaz environnant et matériel.
“À mon avis, l’explication la plus probable est la croissance du trou noir très rapide qui est favorisée par la haute densité du gaz de la galaxie dans l’univers précoce”, a déclaré Matthee. “Cette densité conduit simultanément à une densité élevée en étoile, qui favorise la formation d’un trou noir Supermasif en facilitant les collisions de trous noirs restants.”
Si cela est vrai, alors la formation d’étoiles et de trous noirs Supermasi dans la galaxie est intrinsèquement liée, ce processus dépend les uns des autres. Bien que le trou du noir Supermasi se développe plus rapidement dans la galaxie initiale, la formation d’étoiles suit, ce qui mène au rapport de masse 1: 100 qui est observé aujourd’hui.
Cela n’a pas confirmé la théorie de la croissance rapide de l’explication de la croissance d’autres trous noirs supermascieusement, car l’idée que ce cosmique géant pousse à partir de graines de trou noir noir grandes créées par l’effondrement direct des grands gaz et des nuages de poussière.
Cependant, Matthee a ajouté qu’il serait maintenant difficile pour les experts théoriques de contourner la masse de la galaxie hôte faible lorsque la théorie compétitive a été prise en compte.
Matthee a expliqué que la prochaine étape de l’équipe et d’une communauté d’astronomie plus large était d’éliminer la possibilité que le rapport du trou masse / noir des étoiles qu’ils trouvaient ne soit pas le résultat de mesures ou de biais de sélection inexacts qui pourraient préférer le plus actif et donc le trou Big Supermasi noir.
Cela est susceptible d’impliquer la découverte d’une plus petite galaxie à points rouges, la chasse qui est sans aucun doute devient un cœur.
“JWST a été important pour deux raisons principales: sans elle, nous ne trouverons pas la vague population AGN”, a conclu Matthee. “De plus, sans JWST, nous ne pourrons pas faire une carte 3D précise de la distribution de la galaxie que nous utilisons pour conclure les propriétés des galaxies qui accueillent le faible AGN.
“C’est un domaine de recherche très intéressant aujourd’hui!”
La recherche d’équipe n’a pas été publiée dans la revue Peer-Review. Il a été publié sur le site du référentiel papier arXiv.
Initialement publié sur Space.com.
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