A korai univerzumban furcsa arányban léteztek a galaxisok és a fekete lyukak
A James Webb Űrtávcső (JWST) marketingje során a NASA és a távcső többi támogatója előszeretettel mutatott rá arra, hogy a távcső segítségével hogyan fog kitárulni előttünk a korai világegyetem. Nem túloztak, és mostanra kezdenek elszaporodni a tudományos munkák, amelyek megmutatják, hogy miért.
A Harvard, az Arizonai Egyetem és a Cambridge-i Egyetem szerzői által publikált új tanulmány három, a JWST által készített felmérést használt fel a korai galaxisok középpontjában lévő szupermasszív fekete lyukak elemzésére. Azt találták, hogy ezek nagyban különböznek a miénk középpontjában lévőtől, legalábbis a relatív méretüket tekintve.
Fabio Pacuci és szerzőtársai 12-13 milliárd fényévre lévő galaxisokat vizsgáltak, amelyek a legkorábban kialakult galaxisok közé tartoznak az univerzumban. Különösen a középpontjaikban lévő fekete lyukak mérete érdekelte őket, összehasonlítva a galaxisok által alkotott csillagok méretével.
Például a Tejútrendszerben a csillagok össztömege 1000-szeresen meghaladja a központi fekete lyuk tömegét. Hasonló arányokat találtak más, hasonló korú galaxisok, például az Androméda esetében is, írja a Universe Today.
A legtöbb korai fekete lyuk szinte túl nagy volt a galaxisához képest
A tanulmány azonban valami egészen mást talált az idősebb galaxisokban. Az arányuk inkább 100:1, vagy akár 1:1 is lehetett, ahol a szupermasszív fekete lyuk súlya megegyezett a körülötte keringő összes csillagéval. Ennek a különbségnek “fontos következményei vannak a fekete lyukak első példányainak tanulmányozására” – állítja Xiaofui Fan, a tanulmány társszerzője.
A korai fekete lyukakról folyamatos vita folyik, amely elsősorban arra összpontosít, hogy hogyan néztek ki a ma ismert szupermasszív fekete lyukak elődei. Két egymással versengő elmélet létezik velük kapcsolatban, mégpedig a nehéz és könnyű magok. A nehéz magok forgatókönyve szerint a szupermasszív fekete lyuk maganyagának tömege körülbelül 10 000-100 000-szerese lenne a Napunk tömegének, míg a “könnyű” magok tömege körülbelül 100-1000-szerese.
Az új tanulmány szerint a “nehéz” magmodell a valószínűbb. Nagyobb eséllyel hozna létre nagy szupermasszív fekete lyukakat, mint amilyeneket a JWST adatai alapján láthatunk, azáltal, hogy az óriási gázfelhőkből származó anyag felhalmozódása egy sokkal nagyobb kiindulási tömeg köré olvad. Az elmélet szimulációi azt is megjósolták, hogy a korai galaxisokban lévő fekete lyukak tömege nagyjából megegyezik az őket körülvevő galaxisok tömegével.
Rengeteg mindent kell még kideríteni
A tudósok berkein belül már-már szállóige, hogy ha egy elmélet vagy egy kísérlet teljesen más előrejelzést tesz, és a további adatgyűjtés igazodik ehhez az előrejelzéshez, akkor ez nagyon jó jel az elmélet számára. Pontosan ez történt a nehéz mag elmélet és a JWST adatai esetében is. Ahogyan a tanulmányban leírták, az adatok szorosan illeszkednek a nehéz magok modellezői által készített előrejelzéshez.
De ez még nem teljesen egyértelmű eset. Sok csillagász még mindig nem tudja a korai fekete lyukak kialakulásának folyamatát. A JWST azonban még nem végzett, és a tanulmány szerzői bíznak abban, hogy a további adatközlések segítenek fényt deríteni arra, hogy ezek a magok hogyan nőnek ki teljes értékű fekete lyukakká, és hogy ez mit jelent az univerzum általánosabb kialakulására nézve.
Egyelőre még várniuk kell néhány további adatra. De a JWST, mint az emberiség eddigi legjobb űrtávcsöve, lehetővé tette a korai világegyetembe való betekintést. És a segítségével még rengeteg mindent meg fogunk ismerni.
Érdemes elolvasni:
