08.08.22: En internasjonal forskergruppe har gjort en fascinerende oppdagelse ved å detaljstudere et ikonisk dybdebilde av Universets barndom. For første gang har de oppdaget et sort hull som er i ferd med å bli til. Fenomenet vil senere trolig utvikle seg til å bli en såkalt kvasar – et merkelig og ekstremt lyssterkt objekt.
av Knut Jørgen Røed Ødegaard
Kunstnerisk fremstilling av protokvasaren GNz7q. Teoriene sier at kvasarene blir født i ekstraordinært intense stjernefabrikker fulle av støv og gass. Når støvskyene etter hvert letner, vil vi se en regulær kvasar.
Illustrasjon: ESA/Hubble, N. Bartmann
I de 32 årene romteleskopet Hubble har blitt benyttet for å studere Universet, har det i flere runder tatt såkalte Hubble Deep Field-bilder ved å eksponere svært lenge på den samme flekken i kosmos og på den måten fange inne enorme antall svært fjerne galakser. Lyset har brukt så lang tid på å nå oss at bildene rett og slett tar oss tilbake til Universets barndom!
Hubble Legacy som kom i 2019 inneholder f.eks. hele 265 000 galakser og tar oss helt tilbake til 500 millioner år etter Big Bang, da Universet bare hadde nådd 3,6 % av sin nåværende alder.
Forskerne har slitt med å forstå hvordan superstore sorte hull oppsto svært tidlig etter Big Bang, spesielt siden det er oppdaget at superhull fantes allerede 750 millioner år etter starten. Teoriene og datamodeller forutsier raskt voksende sorte hull i støvete, stjernedannende galakser, men frem til nå har slike fenomener aldri blitt observert. Men nå har et slikt objekt – kalt GNz7q – blitt identifisert på arkivbilder tatt med Advanced Camera for Surveys. Forskergruppen studerte ultrafiolett stråling fra virvelskiven rundt det sorte hullet og fastslo at GNz7q ses slik den var bare 750 millioner år etter Big Bang.
Dette forstørrede utsnittet av Hubble GOODS-North Field er sentrert på det mystiske objektet som her ses som en rød flekk.
Foto: NASA, ESA, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), P. Oesch (University of California, Santa Cruz; Yale University), R. Bouwens and I. Labbé (Leiden University), and the Science Team, S. Fujimoto et al. (Cosmic Dawn Center [DAWN] and University of Copenhagen)
Gruppen mener at objektet er det første kjente eksemplet på et raskt voksende sort hull som befinner seg i den støvrike kjernen av en såkalt starburst-galakse der det foregår intens stjernedannelse. Egenskapene til objektet passer perfekt med teoretiske beregninger av hvordan slike fenomen skal se ut fra vår avstand.
Teoriene forutsier at superstore sorte hull begynner sine liv i de støvete kjernene til galakser med svært intens stjernedannelse. Etter hvert blir støvet og gassen rundt superhullene blåst bort slik at de dukker frem som ekstremt lyssterke kvasarer. Selv om de er ekstremt sjeldne, har forskerne tidligere funnet eksempler både på støvete starburst-galakser og lyssterke kvasarer i det tidlige universet. Forskergruppen mener at GNz7q kan være «the missing link» mellom disse to typene objekter. De har rett og slett funnet en proto-kvasar!
Kunstnerisk fremstilling av en støvete starburst-galakse som ble oppdaget i 2013
Illustrasjon: ESA - C. Carreau
Selv om andre forklaringer på observasjonene ikke helt kan utelukkes, stemmer de observerte egenskapene svært bra med teoretiske forutsigelser. Vertsgalaksen til GNz7q danner stjerner tilsvarende 1600 solmasser pr. år (tilsvarende tall i vår galakse er ca. 1 solmasse pr. år) – fordelt på mange lette og noe færre tyngre stjerner. GNz7q er lyssterk i ultrafiolett lys, men svært svak i røntgen. Kombinert med vertsgalaksens store lysstyrke i infrarødt, tyder dette nettopp på at GNz7q inneholder et stort sort hull som raskt vokser ved å forsyne seg av gass og støv fra omgivelsene. Dette materialet virvler i spiral innover og danner en virvelskive som ofte forekommer rundt sorte hull. Stoffet som beveger seg innover blir presset sammen, varmes kraftig opp og sender ut store mengder stråling.
Dette er årsaken til at omgivelsene til sorte hull (som selv pr. definisjon ikke kan sende ut noe stråling) paradoksalt nok ofte er blant Universets mest energirike fenomener.
Grundig studert bilde
Bildet er tatt i det såkalte Hubble GOODS North field som er av de best studerte områdene på himmelen. Oppdagelsen viser at overraskelser kan skjule seg selv på de mest uventede stedene. Uten de unikt detaljerte og innholdsrike dataene på flere bølgelengder ville GN7zq utvilsomt fortsatt ha blitt oversett, men forskergruppen vet nå hva de skal se etter og vil undersøke om flere slike objekter kan bli funnet, ikke minst nå som James Webb-teleskopet har kommet i drift.
Utsnitt av det ikoniske Hubble-bildet av Hubble GOODS-North field. Det røde objektet kan skimtes blant titusener av flekker som er ulike typer galakser.
Foto: NASA, ESA, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), P. Oesch (University of California, Santa Cruz; Yale University), R. Bouwens and I. Labbé (Leiden University), and the Science Team, S. Fujimoto et al. (Cosmic Dawn Center [DAWN] and University of Copenhagen)
GOODS-undersøkelsene (the Great Observatories Origins Deep Survey) benytter observasjoner på flere bølgelengder fra noen av de kraftigste teleskopene på bakken og i rommet, blant annet Hubble, ESA's Herschel og XMM-Newton-romteleskoper, NASAs Spitzer Space Telescope og Chandra X-ray Observatory.
Denne filmen zoomer inn på den røde flekken, det svært interessante objektet GNz7q som forskerne har funnet i bildet av Hubble GOODS North field.
Foto/film:
ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2, G. Brammer, S. Fujimoto, G. Illingworth, P. Oesch, R. Bouwens, I. Labbé, N. Risinger, E. Slawikkkn, M. Zamani, N. Bartmann (ESA/Hubble)
Music: tonelabs - Happy Hubble (tonelabs.com)
Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!
Forsiden
