eso2016nb — Pressemelding

ESO-teleskop oppdager galakser fanget i nettet til et supermassivt sort hull

1. oktober 2020

Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope (VLT) har astronomer funnet seks galakser rundt et supermassivt sort hull, observert da universet var under en milliard år gammelt. Dette er første gang en så tett gruppering har blitt sett så kort tid etter det store smellet. Funnet hjelper oss å forstå bedre hvordan supermassive sorte hull, hvorav det finnes ett i sentrum av Melkeveien, ble dannet og vokste til sine enorme størrelser så raskt. Funnet støtter teorien om at sorte hull kan vokse fort i store, nettlignende strukturer som inneholder rikelig med gass som kan fôre dem.

«Denne forskningen ble hovedsakelig drevet av ønsket om å forstå noen av de mest utfordrende astronomiske objektene, nemlig supermassive sorte hull i det tidlige universet. Dette er ekstreme objekter, og til dags dato har vi ikke hatt noen god forklaring på deres eksistens», sa Marco Mignoli, en astronom ved National Institute for Astrophysics (INAF) i Bologna i Italia, og hovedforfatter av den nye forskningen som ble publisert i dag i Astronomy & Astrophysics Letters.

De nye observasjonene med ESOs VLT avslørte flere galakser som omgir et supermassivt sort hull. Alle disse befinner seg i et kosmisk nettverk av gass som strekker seg over 300 ganger Melkeveiens størrelse. «Det kosmiske nettverket er som edderkoppens spindelvev», forklarer Mignoli. «Galaksene vokser der filamentene i nettverket krysser hverandre, og strømmer av gass – tilgjengelig som mat til både galaksene og det sentrale supermassive sorte hullet – kan strømme langs filamentene.»

Lyset fra denne store, nettlignende strukturen, med sitt sorte hull på en milliard solmasser, har reist til oss fra en tid da universet bare var 0,9 milliarder år gammelt. «Vårt arbeid er en viktig brikke i det stort sett ufullstendige puslespillet som er vår forståelse av dannelsen og veksten av slike ekstreme, men likevel relativt rikholdige objekter så tidlig etter det store smellet», sier medforfatter Roberto Gilli, også astronom ved INAF i Bologna.

De aller første sorte hullene, antatt å ha blitt dannet fra kollapsen av de første stjernene som eksisterte i universet, må ha vokst veldig raskt for å få en masse på en milliard solmasser i løpet av de første 0,9 milliarder årene av universets eksistens. Men astronomer har hatt vanskeligheter med å forklare hvordan tilstrekkelig store mengder materie kunne vært tilgjengelig for å gjøre det mulig for disse de sorte hullene å vokse til så enorme størrelser på så kort tid. Den nyoppdagede strukturen gir en sannsynlig forklaring: Det kosmiske nettverket og galaksene i det inneholder nok gass til å gi det sentrale sorte hullet det som det trenger for raskt å vokse seg til en supermassiv kjempe.

Men hvordan ble slike store nettlignende strukturer dannet i utgangspunktet? Astronomer mener gigantiske haloer av mystisk mørk materie er nøkkelen. Disse store regionene med usynlig materie antas å tiltrekke seg enorme mengder gass i det tidlige universet. Sammen danner gassen og den usynlige mørke materien de nettlignende strukturene der galakser og sorte hull kan utvikle seg.

«Vårt funn støtter ideen om at de fjerneste og mest massive sorte hullene dannes og vokser i massive mørk materie-haloer i strukturer av stor skala, og at fraværet av tidligere påvisning av slike strukturer sannsynligvis var på grunn av observasjonsbegrensninger», sier Colin. Norman fra Johns Hopkins University i Baltimore i USA, også medforfatter på studien.

Galaksene som nå er oppdaget, er noen av de lyssvakeste som dagens teleskoper kan observere. Denne oppdagelsen krevde observasjoner over flere timer, og ved bruk av de største optiske teleskopene, inkludert ESOs VLT. Ved å bruke MUSE- og FORS2-instrumentene på VLT ved ESOs Paranal Observatory i den chilenske Atacamaørkenen, bekreftet teamet koblingen mellom fire av de seks galaksene og det sorte hullet. «Vi tror vi nettopp har sett toppen av isfjellet, og at de få galaksene som er oppdaget så langt rundt dette supermassive sorte hullet bare er de mest lyssterke», sa medforfatter Barbara Balmaverde, astronom ved INAF i Torino i Italia.

Disse resultatene bidrar til vår forståelse av hvordan supermassive sorte hull og store kosmiske strukturer ble dannet og utviklet seg. ESOs Extremely Large Telescope, som for tiden er under bygging i Chile, vil kunne bidra videre på denne forskningen ved å observere mange flere lyssvake galakser rundt massive sorte hull i det tidlige universet ved hjelp av sine kraftige instrumenter.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «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).

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

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tlf.: +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
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2016 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2016nb
Navn:SDSS J103027.09+052455.0
Type:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2020A&A...642L...1M

Bilder

Illustrasjon av nettverket til det supermassive sorte hullet
Illustrasjon av nettverket til det supermassive sorte hullet
Plassering av det supermassive sorte hullets nett i stjernebildet Sekstanten
Plassering av det supermassive sorte hullets nett i stjernebildet Sekstanten
Himmelen rundt det supermassive sorte hullets nett
Himmelen rundt det supermassive sorte hullets nett

Videoer

Animasjon av nettet til det supermassive sorte hullet
Animasjon av nettet til det supermassive sorte hullet
Zoom inn på nettet til det supermassive sorte hullet
Zoom inn på nettet til det supermassive sorte hullet

Se også