Webb-sjónaukinn finnur svartholapör á leið í samruna í árdaga alheimsins

Stjörnufræðingar hafa uppgötvað fjögur pör af ört vaxandi svartholum í árdaga alheimsins sem virðast stefna í árekstur. Þetta eru fyrstu beinu vísbendingarnar um að samruni svarthola gæti hafa knúið áfram dularfullan vöxt risasvarthola skömmu eftir Miklahvell.

Niðurstöðurnar, sem birtust 31. ágúst í Publications of the Astronomical Society of Japan, byggja á nýrri tækni við myndgreiningu sem beitt var á innrauðar athuganir úr James Webb-geimsjónaukanum.eurekalert+1

Ný leið til að sjá tvöfalt

Rannsóknarteymið, undir forystu Takumi Tanaka, framhaldsnema við Háskólann í Tókýó hjá Kavli-stofnuninni í eðlis- og stærðfræði alheimsins, beindi sjónum sínum að flokki þéttra, rauðleitara fyrirbæra sem kallast „litlir rauðir punktar“ (e. Little Red Dots eða LRD), lítil himintungl sem JWST hefur átt einstaklega auðvelt með að greina síðan hann hóf starfsemi árið 2022. Vísindamenn telja að þessir punktar séu svarthol umvafin efni sem fellur inn í þau og veldur hröðum vexti.phys+1

Fyrri aðferðir til að bera kennsl á þessi fyrirbæri byggðu á því að mæla heildarbirtu og lit hvers ljósgjafa. Rannsakendur komust að því að með þeirri nálgun væri auðvelt að ruglast á tveimur nálægum punktum og telja þá vera eitt sérkennilega lagað fyrirbæri. Til að leysa þetta þróuðu Tanaka og samstarfsmenn hans, þar á meðal John Silverman prófessor við Kavli IPMU, litagreiningaraðferð sem skoðar lit hvers einstaks mynddils í háupplausnarmyndum JWST.eurekalert+1

Tæknin leiddi í ljós fjögur pör af tvöföldum rauðum punktum sem voru uppi fyrir 12,5 til 12,8 milljörðum ára. Fjarlægðin á milli þeirra var frá nokkrum þúsundum upp í tugi þúsunda ljósára, sem er mun minna en 100.000 ljósára breidd Vetrarbrautarinnar. Litrófsgögn frá JWST staðfestu að tvö paranna hafa nánast eins rauðvik, sem þýðir að þau eru í raun nálægir nágrannar en ekki sjónhverfing vegna sjónlínu.u-tokyo+2

Hvers vegna þetta skiptir máli

Tölfræðileg greining sýndi að ólíklegt væri að öll fjögur pörin væru tilviljun ein, sem bendir til þess að þessir rauðu punktar þyrpist saman á mælikvarða sem nemur nokkrum þúsundum ljósára. Talið er að samruni vetrarbrauta beini miklu magni gass að miðju þeirra og flýti þannig fyrir vexti svartholanna þar. Ef hver rauður punktur hýsir ört vaxandi svarthol gætu þessi pör verið undanfarar svartholasamruna, atburða sem framtíðar mælitæki fyrir þyngdarbylgjur gætu einhvern tímann numið.eurekalert+1

Sú spurning hvernig risasvarthol, sem vega milljónir til milljarða sólmassa, urðu svona stór á svo skömmum tíma eftir Miklahvell er enn ein stærsta gáta stjörnufræðinnar. Aðrar nýlegar rannsóknir, þar á meðal rannsókn sem birtist í Nature og lýsir „svartholastjörnu“ sem sást aðeins 660 milljónum ára eftir Miklahvell, hafa gefið til kynna að þétt gasþykkni geti gert svartholum kleift að vaxa hraðar en venjuleg mörk leyfa.earth+1

Framhaldið

Teymið hyggst beita þessari aðferð á stærri gagnasöfn frá JWST til að fá tölfræðilega mynd af því hversu oft þessir rauðu punktar mynda nálæg pör. Það hlutfall gæti sýnt fram á hversu stórt hlutverk samrunar spiluðu í vexti svarthola á fyrstu stigum alheimsins.u-tokyo+1

„Með því að mæla tölfræðilega hlutfall risasvarthola sem mynda nálæg pör gætu rannsakendur ákvarðað hvaða hlutverki samruni svarthola gegndi í vexti þeirra á fyrstu þróunarstigunum,“ sagði í yfirlýsingu frá Háskólanum í Tókýó sem fylgdi rannsókninni.u-tokyo