Rejtélyes fekete lyukakat találtak, amelyek túl nagyok a galaxisaiknak

Csillagászok felfedezték az általuk “túlmasszívnak” nevezett fekete lyukakat, amelyek látszólag megsértik a gazdagalaxis csillagtömege és a központi fekete lyuk tömege közötti kapcsolatot. Ezek az objektumok túl nagyok, és ez a többlet valami fontosat árul el ezen objektumok eredetéről.

A The Astrophysical Journal Letters című folyóiratban megjelent tanulmány szerint a csillagászok a James Webb űrtávcső segítségével 21 rendkívül távoli rendszert figyeltek meg. Fényük 13,2-12 milliárd évvel ezelőttről érkezik hozzánk. A világegyetemben a szupermasszív fekete lyuk (SMBH) és a galaxisában lévő csillagok tömege közötti arány általában 1:1000. Ezekben a rendszerekben azonban a két tömeg közötti arány 1:100, 1:10, sőt 1:1 is lehet.

A közeli univerzumban jól ismert kapcsolat van a központi szupermasszív fekete lyuk tömege és a galaxisok csillagainak tömege között

– magyarázta az IFLScience-nek Dr. Fabio Pacucci, a Center For Astrophysics | Harvard & Smithsonian vezető szerzője. “Általában a fekete lyuk tömege a csillagok tömegének körülbelül 0,1%-a. A távoli univerzumban ez nem így van”. A túlmasszív fekete lyuk egyértelműen találó elnevezés.

Milyen következménye lehet egy galaxis számára, ha túl nagy a benne lévő fekete lyuk?

A JWST továbblendítette az emberek képességét arra, hogy a korai univerzumba lássanak, és bár még nem láttuk egy ilyen szupermasszív fekete lyuk születését, ez az új tanulmány újabb bizonyítékkal szolgál arra, hogyan jöttek létre ezek a különös objektumok.

A “könnyű mag” forgatókönyv szerint ezek a csillagok rendkívül nagy tömegű, a Nap tömegének 100-1000-szeresét kitevő csillagok szupernóvájából keletkeztek. A “nehéz mag” forgatókönyv ehelyett azt sugallja, hogy a hatalmas gázfelhőkből, amelyekből ezek a csillagok keletkeztek, közvetlenül is hatalmas fekete lyukak keletkeztek, amelyek tömege a Nap tömegének 10,000-100,000-szerese.

“Számos sok évvel ezelőtti tanulmány azt sugallja, hogy ha az első fekete lyukak nehéz magként keletkeztek, akkor a tömegüknek hasonlónak kell lennie a gazdatestük csillagtömegéhez. Úgy tűnik, hogy a JWST megfigyelései alapján ennek vagyunk tanúi” – fejtette ki Dr. Pacucci.

Nem ez az első bizonyíték arra, hogy a nehéz magok forgatókönyve lehet a legvalószínűbb keletkezési útvonal. A JWST adatait és a NASA Chandra röntgensugárzását kombináló korábbi megfigyelések szintén ezt részesítették előnyben a könnyű mag teóriával szemben. A nehéz mag ráadásul az egész galaxisra hatással lenne, ami jobban megmagyarázza, hogy ezek az objektumok miért maradnak egy ideig túlmasszívak.

Ezek a túlmasszív galaktikus rendszerek olyan nehéz magokat képezhettek, amelyek tömege közel van a gazdatestük csillagainak tömegéhez. Ezután, tekintve központi SMBH-juk méretét, annyi energiát sugározhattak ki, hogy egy időre leállították a csillagkeletkezést. Ezen okok magyarázatot adhatnak arra, hogy miért figyelünk meg a JWST-vel elsősorban túlmasszív fekete lyukakat a korai univerzumban, megsértve a lokális összefüggést.

“A JWST segítségével pontosan meg lehet majd határozni, hogyan alakultak ki az első szupermasszív fekete lyukak, mivel olyan fekete lyukakat találunk, amelyek távolabb és kisebbek az eddig találtaknál, és amelyek tanulmányunk előrejelzése szerint meglehetősen nagy számban fordulnak elő” – mondta Roberto Maiolino, a Cambridge-i Egyetem professzora, társszerző.

Érdemes elolvasni:

• Magyarázatot találhattak a Szaturnusz holdjának ‘mágikus szigeteire’
• Hamarosan ‘elpusztulhatnak’ a Hold erőforrásai