Webb kosminis teleskopas ieško pirmykščių juodųjų skylių

James Webb kosminio teleskopo menininkas. Autoriai: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Webb kosminio teleskopo komanda dirbk toliau ant manęs paleidimas Tai paskutinis žingsnis prieš mokslinių operacijų pradžią vasarą. Neseniai pamatėme nuostabią nuotrauką Juodoji skylė mūsų Paukščių Tako galaktikos centrepaimtas įvykių horizonto teleskopas. Viena iš šiuolaikinės astronomijos paslapčių yra kiekvieno iš jų dydis galaktika Jis įgijo milžinišką centrinę vietą Juodoji skylėir kaip kai kurios iš šių juodųjų skylių yra stebėtinai didelės net labai ankstyvaisiais visatos laikais. Paprašėme Roberto Maiolino, Webb artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrometro (NIRSpec) komandos nario, papasakoti, kaip Webb padės atsakyti į kai kuriuos iš šių klausimų.

„Viena iš įdomiausių atradimų sričių, kurią Webbas ketina atrakinti, yra pirmykščių juodųjų skylių paieška ankstyvojoje visatoje. Tai yra masyviausių juodųjų skylių, kurias astronomai rado galaktikos branduoliuose, sėklos. Dauguma galaktikų (galbūt visos) ) jų centruose yra juodųjų skylių, o jų masė svyruoja nuo milijonų iki milijardų kartų didesnės už mūsų Saulės masę. Šios supermasyvios juodosios skylės išaugo ir tapo labai didelės, rydamos aplink jas esančias medžiagas ir sujungdamos mažesnes juodąsias skyles.

„Naujausias įdomus atradimas yra supermasyvių juodųjų skylių, kurių masė siekė kelis milijardus Saulės masių, atradimas, kurios iš tikrųjų egzistavo, kai Visata tebuvo apie 700 milijonų metų, tai yra dalis dabartinio 13,8 milijardo metų amžiaus. rezultatas, nes tokiame ankstyvame amžiuje, remiantis standartinėmis teorijomis, nebuvo pakankamai laiko tokioms didžiulėms juodosioms skylėms sukurti. Buvo pasiūlyti keli scenarijai šiai paslapčiai išspręsti.

Viena iš galimybių yra ta, kad juodosios skylės, atsiradusios dėl pirmosios žvaigždžių kartos ankstyvojoje visatoje, kaupė medžiagą ypač dideliu greičiu. Kitas scenarijus yra toks, kad pirminiai dujų debesys, kurie dar nėra praturtinti cheminiais elementais, sunkesniais už helią, gali sugriūti ir susidaryti[{” attribute=””>black hole with a mass of a few hundred thousand solar masses, and subsequently accrete matter to evolve into the hyper-massive black holes observed at later epochs. Finally, dense, nuclear star clusters at the centers of baby galaxies may have produced intermediate mass black hole seeds, via stellar collisions or merging of stellar-mass black holes, and then become much more massive via accretion.

Populations of Known Black Holes in Early Universe

This illustration shows the populations of known black holes (large black dots) and the candidate black hole progenitors in the early universe (shaded regions). Credit: Roberto Maiolino, University of Cambridge

“Webb is about to open a completely new discovery space in this area. It is possible that the first black hole seeds originally formed in the ‘baby universe,’ within just a few million years after the big bang. Webb is the perfect ‘time machine’ to learn about these primeval objects. Its exceptional sensitivity makes Webb capable of detecting extremely distant galaxies, and because of the time required for the light emitted by the galaxies to travel to us, we will see them as they were in the remote past.

“Webb’s NIRSpec instrument is particularly well suited to identify primeval black hole seeds. My colleagues in the NIRSpec Instrument Science Team and I will be searching for their signatures during ‘active’ phases, when they are voraciously gobbling matter and growing rapidly. In these phases the material surrounding them becomes extremely hot and luminous and ionizes the atoms in their surroundings and in their host galaxies.

“NIRSpec will disperse the light from these systems into spectra, or ‘rainbows.’ The rainbow of active black hole seeds will be characterised by specific ‘fingerprints,’ features of highly ionized atoms. NIRSpec will also measure the velocity of the gas orbiting in the vicinity of these primeval black holes. Smaller black holes will be characterized by lower orbital velocities. Black hole seeds formed in pristine clouds will be identified by the absence of features associated with any element heavier than helium.

“I look forward to using Webb’s unprecedented capabilities to search for these black hole progenitors, with the ultimate goal of understanding their nature and origin. The early universe and the realm of black holes seeds is a completely uncharted territory that my colleagues and I are very excited to explore with Webb.”

Roberto Maiolino, professor of experimental astrophysics and director of the Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge

Written by:

  • Jonathan Gardner, Webb deputy senior project scientist, NASA’s Goddard Space Flight Center
  • Stefanie Milam, Webb deputy project scientist for planetary science, NASA’s Goddard Space Flight Center

READ  Kas yra bendru sutarimu pagrįstas informacijos rinkimas? TikTok pamišimas atskleidžia jūsų buvimą internete

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *