Künstlerische Darstellung von GNz7q (ESA/Hubble, N. Bartmann) Ein erstes „Missing Link“-Objekt seiner Art, das im frühen Universum entdeckt wurde, könnte das Rätsel um den ältesten supermassiven Stoff lösen Schwarze Löcher existiert, sagen Wissenschaftler.
Die Entdeckung von GNz7q, a schwarzes Loch stammt aus nur 750 Millionen Jahren nach dem Urknall , deckt sich mit theoretischen Vorhersagen darüber, wie ein „Vorfahre“ supermassereicher Schwarzer Löcher aussehen könnte – und obwohl es etwas ist, was wir noch nie zuvor gesehen haben, könnte es noch viel mehr davon geben.
„Es ist unwahrscheinlich, dass die Entdeckung von GNz7q … nur ‚dummes Glück‘ war“, sagt Astronom Gabriel Brammer von der Universität Kopenhagen in Dänemark.
„Die Verbreitung solcher Quellen könnte tatsächlich deutlich höher sein als bisher angenommen.“
(NASA et al., vollständige Bildunterschrift und Quellennachweis unten)
Oben: GNz7q, der rote Punkt in der Mitte des Einschubs, im Hubble GOODS-North-Feld. (NASA, ESA, Garth Illingworth [UC Santa Cruz], Pascal Oesch [UC Santa Cruz, Yale], Rychard Bouwens [LEI], I. Labbe [LEI], Cosmic Dawn Center/Niels Bohr Institut/Universität Kopenhagen, Dänemark)
Der Zeitraum, aus dem GNz7q stammt, ist als bekannt Kosmische Morgendämmerung – die Epoche, die von etwa 50 Millionen Jahren nach dem Urknall bis etwa 1 Milliarde Jahre reicht, als sich die frühesten Himmelsobjekte bildeten, darunter Babysterne und junge Galaxien.
Irgendwann in diesen beginnenden Phasen der Universumsentwicklung tauchten auch supermassereiche Schwarze Löcher auf. Doch wann und wie bleiben in der Astrophysik offene Fragen.
Letztes Jahr gaben Wissenschaftler die Entdeckung von J0313–1806 bekannt. der am weitesten entfernte Quasar aller Zeiten über 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, was das älteste jemals gefundene supermassive Schwarze Loch bedeutet.
Aber woher kommt so etwas wie J0313–1806? Oder besser gesagt, welche Art von Objekten waren die evolutionären Vorläufer supermassereicher Schwarzer Löcher in den frühen Abschnitten des Universums?
Theoretisch haben Wissenschaftler einige Ideen.
„Simulationen deuten auf eine evolutionäre Abfolge staubgeröteter Quasare hin, die aus stark staubverdeckten Starbursts hervorgehen und dann durch das Ausstoßen von Gas und Staub in unverdeckte, leuchtende Quasare übergehen“, so die Forscher erklären in einer neuen Studie unter der Leitung des Erstautors und Astronomen Seiji Fujimoto, ebenfalls von der Universität Kopenhagen.
„Obwohl die letzte Phase mit einer Rotverschiebung von 7,6 identifiziert wurde [bezogen auf J0313–1806], wurde kein Übergangsquasar gefunden.“
Das heißt, bis jetzt. Fujimoto, Brammer und Kollegen identifizierten GNz7q in einer Analyse archivierter Beobachtungsdaten, die vom Hubble-Weltraumteleskop erfasst wurden. Bei dem Objekt scheint es sich um den schwer fassbaren Vorfahren zu handeln, den Wissenschaftler aufzuspüren versucht haben.
Überraschenderweise wurde dieses „Missing Link“-Schwarze Loch in einer umfassend untersuchten Region des Nachthimmels gefunden – als Teil des Great Observatories Origins Deep Survey (GÜTER) – aber erst jetzt hat eine Spektralanalyse identifiziert, was die Leuchtkraft von GNz7q wahrscheinlich darstellt.
„Unsere Analyse legt nahe, dass GNz7q das erste Beispiel eines schnell wachsenden Schwarzen Lochs im staubigen Kern einer Starburst-Galaxie ist, und zwar in einer Epoche in der Nähe des frühesten bekannten supermassiven Schwarzen Lochs im Universum.“ Sagt Fujimoto .
„Die Eigenschaften des Objekts im gesamten elektromagnetischen Spektrum stimmen hervorragend mit Vorhersagen aus theoretischen Simulationen überein.“
Den Forschern zufolge ist die Wirtsgalaxie von GNz7q unglaublich aktiv und bildet pro Jahr etwa 1.600 Sonnenmassen an Sternen – oder zumindest war es vor etwa 13 Milliarden Jahren, als dieses uralte Licht emittiert wurde.
Die Signatur der Lichtemission von GNz7q passt aufgrund seiner Helligkeit im ultravioletten Wellenlängenbereich (die die Emission aus dem äußeren Teil des Schwarzen Lochs darstellt) zum Übergangsprofil des Schwarzen Lochs Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs ), was mit dem Fehlen von Röntgenemission zusammenfällt (die im Kern der Scheibe erzeugt würde, aber durch die anhaltenden Staubbedingungen der frühen Starburst-Galaxie, aus der sich GNz7q entwickelte, verdeckt wird).
Wie die Forscher erklären, passen diese Eigenschaften perfekt zu einem Schwarzen Loch, das für supermassereiche Dinge bestimmt ist.
„Seine Eigenschaften stimmen hervorragend mit der Übergangsphase des Evolutionsparadigmas supermassereicher Schwarzer Löcher überein“, so das Team erklärt in ihrem Artikel . „Ein von Staub verdeckter Quasar mit geringer Leuchtkraft, der in einem Wirt entsteht, in dem heftig Sterne explodieren.“
Mit anderen Worten, so haben wir vor etwa 13 Milliarden Jahren das Aussehen eines supermassiven Vorläufers eines Schwarzen Lochs vorhergesagt, nachdem sein Licht uns endlich erreicht hatte, nachdem es für die Reise etwa 13 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt hatte.
Aufgrund des Phänomens der Expansion des Universums wäre GNz7q – in welcher ultimativen, supermassereichen Form es jetzt auch immer sein mag heute etwa doppelt so weit von uns entfernt , in einer Entfernung von rund 25 Milliarden Lichtjahren.
Man muss sich fragen, wie hell leuchtet es jetzt?
Über die Ergebnisse wird berichtet Natur .