Pressmeddelande

ESO-teleskop upptäcker galaxer i nätverkslika filament kring ett supermassivt svart hål

1 oktober 2020, Skurup

Med ESO:s Very Large Telescope (VLT) har astronomer funnit sex galaxer nära ett supermassivt svart hål vid en tidpunkt då universum var mindre än en miljard år gammalt. Det är första gången en så tät gruppering har skådats så snart efter Big Bang. Upptäckten ger oss bättre kunskap om hur supermassiva svarta hål, av vilka ett finns i Vintergatans centrum, bildades och växte till så snabbt. Observationen stödjer teorin att svarta hål kan växa snabbt med hjälp av omfattande nätverkslika strukturer med stora mängder gas.

Denna forskning gjordes huvudsakligen för att förstå några av universums mest svårobserverade objekt – supermassiva svarta hål i universums barndom. I dag har vi ingen tillfredsställande förklaring av deras existens” säger Marco Mignoli, astronom vid det Nationella institutet för astrofysik (INAF) i Bologna, Italien, och forskningsledare för den nya studie som publiceras i dag i Astronomy & Astrophysics.

 

De nya observationerna med ESO:s VLT avslöjade ett flertal galaxer omkring ett supermassivt svart hål, alla belägna i ett kosmiskt nätverk av gas som är 300 gånger större än Vintergatan. “Dessa kosmiska filament liknar ett spindelnät” förklarar Mignoli. “Galaxerna bildas där filamenten korsar varandra och där gasströmmar flödar utmed filamenten till både det centrala supermassiva svarta hålet och de omgivande galaxerna.”

 

Ljuset från det svarta hålet, som har en massa av 1 miljard solar, har varit på väg mot oss sedan universum var 900 miljoner år gammalt. “Vårt arbete har gett en viktig pusselbit till det huvudsakligen ofullbordade pussel som visar hur så extrema, och ändå så vanliga, objekt bildas och växer till så snabbt efter Big Bang” säger medförfattaren Robert Gilli, astronom vid INAF i Bologna, med hänvisning till de supermassiva svarta hålen.

 

De första svarta hålen bildades troligen av kollapsande stjärnor, som måste ha vuxit till mycket snabbt för att nå massor av en miljard solar under universums första 900 miljoner år. Men astronomerna har kämpat med att hitta en förklaring till hur processen har gått till. De nyfunna filamenten ger en trovärdig förklaring: “spindelnäten” och galaxerna i dem innehåller tillräckligt mycket gas för att det centrla svarta hålet så snabbt ska kunna utvecklas till ett supermassivt svart hål.

 

Men hur bildades så stora nätverkslika strukturer över huvud taget? Astronomerna tror att halos med mörk materia är nyckeln till gåtan. Dessa enorma regioner med för oss osynlig materia tros attrahera stora mängder gas i det tidiga universum. Gasen och den mörka materien bildar tillsamman de nätlika strukturerna där både galaxer och svarta hål kan utvecklas.

 

“Vårt forskningsresultat stödjer idén att de mest avlägsna och mest massiva svarta hålen bildas och växer till inom storskaliga halos med mörk materia, och att avsaknaden av tidigare detektioner av sådana strukturer berodde på observationella begränsningar” säger Colin Norman vid Johns Hopkins University i Baltimore, USA, även han medförfattare till artikeln.

 

Galaxerna som nu har detekterats tillhör de allra svagaste som dagens teleskop kan observera. Denna upptäckt krävde många timmars observationer med de största teleskopen som finns tillgängliga, inklusive VLT vid ESO:s Paranalobservatorium i den chilenska Atacamaöknen. Med MUSE- och FORS2-instrumenten på VLT kunde forskarlaget bekräfta länken mellan det svarta hålet och fyra av de sex omgivande galaxerna. “Vi tror att vi ännu bara har sett toppen på isberget och att de galaxer som har detekterats kring det supermassiva svarta hålet bara är de största av ett större antal” säger medförfattaren Barbara Balmaverde, astronom vid INAF i Torino, Italien.

 

Dessa resultat bidrar till en förbättrad förståelse av hur supermassiva svarta hål och stora kosmiska strukturer bildades och utvecklades. ESO:s Extremely Large Telescope, som för närvarande konstrueras i Chile, kommer att bygga vidare på denna forskning och studera många svagare galaxer kring massiva svarta hål i det tidiga universum.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524” som publiceras i Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

 

Forskarlaget utgörs av 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, Spain), 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) och C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, USA).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton av VLT
• För forskare: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

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

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

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

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
E-post: 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-post: pio@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2016 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.