Das am weitesten entfernte Schwarze Loch, das Chandra mit den Webb-Teleskopen entdeckt hat

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Zwei leistungsstarke NASA-Teleskope haben das älteste und am weitesten entfernte Schwarze Loch entdeckt, das jemals entdeckt wurde.

Von der Chandra erfasste aktive Röntgendaten

Die Entdeckung wird in einer am Montag in der Zeitschrift veröffentlichten Studie beschrieben NaturastronomieEs könnte Astronomen helfen zu verstehen, wie einige der supermassiven Schwarzen Löcher im Universum entstehen.

„Wir brauchten Webb, um diese bemerkenswert weit entfernte Galaxie zu finden, und Chandra, um ihr supermassereiches Schwarzes Loch zu finden“, sagte der Hauptautor der Studie, Akos Bogdan, in einer Erklärung. „Wir nutzten außerdem eine kosmische Lupe, die die Lichtmenge, die wir entdeckten, verstärkte.“ Bogdan ist Astrophysiker am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.

Er bezog sich auf einen Effekt namens Gravitationslinseneffekt, der auftritt, wenn nähere Objekte – in diesem Fall ein Galaxienhaufen – auf entfernte Objekte wie eine Lupe wirken. Die Schwerkraft verzerrt und verstärkt im Wesentlichen das Licht entfernter Galaxien im Hintergrund dessen, was heranzoomt, und ermöglicht so die Beobachtung ansonsten unsichtbarer Himmelsmerkmale.

Astronomen haben das Schwarze Loch in einer Galaxie namens UHZ1 entdeckt. Auf den ersten Blick schien sich die Galaxie in derselben Richtung wie eine Galaxiengruppe namens Abell 2744 zu befinden, die sich etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Die vom Webb-Teleskop gesammelten Daten zeigten jedoch, dass UHZ1 tatsächlich viel weiter entfernt ist und außerhalb des Clusters liegt, 13,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Ein Lichtjahr, das entspricht 5,88 Billionen Meilen, ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt. Angesichts der Entfernung zwischen der Erde und Objekten aus den frühesten Tagen des Universums ist es, wenn Teleskope wie Webb dieses Licht beobachten, wie ein Blick zurück in die Vergangenheit.

Das Team nutzte das Chandra-Observatorium, um im Inneren von UHZ1 extrem heißes Gas zu entdecken, das Röntgenstrahlen aussendet, ein klares Zeichen dafür, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch an Größe zunimmt.

Möglich wurde die Entdeckung durch den Abell-Galaxienhaufen, der das Licht und die Röntgenstrahlung der UHZ1-Galaxie vom Schwarzen Loch um den Faktor vier verstärkte.

Astronomen glauben, dass diese Entdeckung ihnen helfen wird, besser zu verstehen, wie supermassive Schwarze Löcher entstanden und kurz nach der Entstehung des Universums ihre massive Masse erreichten.

Forscher wollen wissen, ob die riesigen Himmelskörper beim Kollaps riesiger Gaswolken entstanden sind oder ob sie aus den Explosionen der ersten massereichen Sterne entstanden sind.

„Es gibt physikalische Grenzen dafür, wie schnell Schwarze Löcher nach ihrer Entstehung wachsen können, aber diejenigen, die mit größerer Masse entstehen, haben einen Vorsprung. Es ist, als würde man einen Setzling pflanzen, der weniger Zeit zum Heranwachsen braucht“, sagte Andy Golding, ein Astrophysiker an der Princeton University in New Jersey. Ein ausgewachsener Baum, als wenn man nur mit einem Samen beginnen würde.“

Er ist Co-Autor des Artikels „Natural Astronomy“ und Hauptautor eines weiteren Artikels über die UHZ1-Galaxie, der im September veröffentlicht wurde Astrophysikalische Tagebuchbriefe.

Das Team, das seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlichte, entdeckte, dass die Masse des fernen Schwarzen Lochs der Gesamtmasse aller Sterne in der Galaxie, in der es sich befindet, ähnelt. Die Forscher sagten, seine Masse liege irgendwo zwischen 10 und 100 Millionen Sonnen, basierend auf der Helligkeit und Energie der von ihm emittierten Röntgenstrahlen.

Normalerweise beträgt die Masse von Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien nur etwa 0,1 % der Masse der Sterne in ihrer Muttergalaxie.

Bei dem ungewöhnlichen Schwarzen Loch könnte es sich um ein „supermassereiches Schwarzes Loch“ handeln, das durch den Kollaps einer massiven Gaswolke entstanden ist. Wie im Jahr 2017 vermutet Geschrieben von Priyamvada Natarajan, einem Co-Autor beider Studien und dem Joseph S. Und Sophia S. Fruton ist Astronomieprofessor und Professor für Physik an der Yale University in New Haven, Connecticut.

„Wir glauben, dass dies die erste Entdeckung eines ‚supermassiven Schwarzen Lochs‘ und der beste bisher erhaltene Beweis dafür ist, dass einige Schwarze Löcher aus massiven Gaswolken entstehen“, sagte Natarajan. „Zum ersten Mal erleben wir eine kurze Phase, in der das supermassereiche Schwarze Loch so viel wiegt wie die Sterne in seiner Galaxie, bevor es zurückweicht.“