Pressemeddelelse

6 galakser fanget i nettet omkring supertungt sort hul

1. oktober 2020

I det tidlige Univers var seks galakser indfanget af et supertungt sort hul. Det er astronomer, som med brug af ESOs Very Large Telescope (VLT) har opdaget denne begivenhed tilbage, da Universet var mindre end en milliard år gammelt. Den slags tætte grupper er ikke tidligere set så kort tid efter Big Bang, så nu forstår forskerne bedre hvordan supertunge sorte huller som det, der befinder sig i centrum af Mælkevejen, kan dannes og gro så hurtigt. Teorien siger, at det sker, fordi de sorte huller æder af det netværk af stof, som omgiver dem.

"Vi har først og fremmest gennemført dette forskningsprojekt fordi vi gerne ville forstå nogle af de mest udfordrende astronomiske objekter - de supertunge sorte huller i det tidlige Univers. De er meget forunderlige, og til dato har vi ikke haft nogen god forklaring på, hvorfor de eksisterede," siger Marco Mignoli, som er astronom ved National Institute for Astrophysics (INAF) i Bologna, Italien, og som er hovedforfatter til en ny artiklel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics Letters.

De nye observationer med ESOs VLT har afsløret adskillige galakser, som befinder sig omkring et supertungt sort hul i et kosmisk spindelvæv af gasarter, som strækker sig over 300 gange mere end Mælkevejens størrelse. "Disse kosmiske tråde ligner spindelvæv," forklarer Mignoli. "Galakserne sidder og vokser sig større der, hvor trådene krydser hinanden, og gasserne kan strømme langs trådene, så de kan fodre både galakserne og det centrale supertunge sorte hul med mere stof."

Lyset fra denne enorme netværksagtige struktur, hvor det sorte hul vejer en milliard gange mere end vores Sol, har rejst til os fra en tid, hvor Universet blot var 0,9 milliarder år gammelt (idag er det 13,798 milliarder år gammelt). "Vores undersøgelse har givet en vigtig brik i det ret så ufuldstændige puslespil, som udgøres af dannelsen og væksten for den slags store og ret så hyppige objekter så tidligt efter Big Bang," siger medforfatter til artiklen Roberto Gilli, som også arbejder som astronom ved INAF i Bologna.

De allerførste sorte huller, som forskerne mener er dannet ved sammenfaldet af de allerførste stjerner, må være groet meget hurtigt, hvis de skal have nået en vægt på en milliard gange Solens i løbet af de blot 0,9 milliarder år, som Universet havde eksisteret. Problemet for astronomerne har været at forstå hvordan tilstrækkelige mængder af "brændstof" kan have været til rådighed hurtigt nok til at understøtte den voldsomme vækst. Med de nyligt opdagede strukturer har man en sandsynlig forklaring: Det fundne "edderkoppespind" og de galakser, som sidder i det, indeholder tilsammen nok gas til hurtigt nok at kunne fodre det centrale sorte hul, så det i tide kan blive til et supertungt sort hul.

Det næste spørgsmål er så, hvordan sådan et stort netværk har kunnet dannes i tide? Astronomerne mener, at enorme skyer af mørkt stof er nøglen til mysteriet. Store områder med det usynlige mørke stof har kunnet tiltrække store mængder af almindeligt stof i form af gasarter i det meget tidlige Univers. Tilsammen danner denne gas og det mørke stof så det netværk, hvori galakser og sorte huller kan udvikle sig.

"Vores opdagelse støtter ideen om at de fjerneste og tungeste sorte huller dannes og vokser inde i store skyer af mørkt stof, og grunden til, at man ikke tidligere har set den slags dannelser skyldes begrænsninger i observationsmulighederne," siger Colin Norman fra Johns Hopkins University i Baltimore, USA. Han er også medforfatter til artiklen.

De galakser, som nu er fundet, er nogle af de svageste, som kan ses med de nuværende teleskoper. Opdagelsen har krævet observationer, som har varet adskillige timer med de største optiske teleskoper, som findes - her iblandt ESOs VLT. Med instrumenterne MUSE og FORS2 på VLT på ESOs Paranalobservatorium i Chiles Atacamaørken, har forskerne kunnet bekræfte, at der er forbindelse imellem fire af de seks galakser og selve det sorte hul. "Vi mener, at vi kun har set toppen af isbjerget, så de få galakser, som vi indtil nu har observeret omkring dette supertunge sorte hul kun er de klareste af et større antal," forklarer medforfatter Barbara Balmaverde fra INAF i Torino.

De nye resultater bidraget til vore forståelse for, hvordan supertunge sorte huller og store strukturer i det tidlige Univers dannedes og har udviklet sig. ESOs Extremely Large Telescope, som for tiden er under opførelse i Chile, vil kunne bygge videre på disse resultater, og vil kunne observere mange endnu svagere galakser omkring dette og andre tunge sorte huller i det tidlige Univers med nye kraftige instrumenter.

Mere information

Disse resultater er offentliggjort i en artikel med titlen “Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524” i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

Forskerholdet består af  M. Mignoli (INAF, Bologna, Italien), R. Gilli (INAF, Bologna, Italien), R. Decarli (INAF, Bologna, Italien), E. Vanzella (INAF, Bologna, Italien), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Italien), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, USA), L. Cassarà (INAF, Milano, Italien), A. Comastri (INAF, Bologna, Italien), F. Cusano (INAF, Bologna, Italien), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Spanien), S. Marchesi (INAF, Bologna, Italien), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bologna, Italien), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italien & INAF, Bologna, Italien), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italien), G. Zamorani (INAF, Bologna, Italien), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, USA) og C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, USA).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Hele artiklen
• Fotos af VLT
• Er du forsker? Har du en god historie? Så kontakt os

Kontakter

Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel: +39 051 6357 382
E-mail: marco.mignoli@inaf.it

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel: +39 051 6357 383
E-mail: roberto.gilli@inaf.it

Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
E-mail: barbara.balmaverde@inaf.it

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
E-mail: norman@stsci.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2016 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.