Lubang hitam 'supermasif' – berukuran sangat besar dibandingkan galaksinya – telah ditemukan di alam semesta awal

Para astronom telah menemukan apa yang mereka sebut lubang hitam “supermasif”, lubang hitam supermasif yang tampaknya melanggar hubungan yang sudah ada antara massa bintang di galaksi induk dan massa lubang hitam di pusatnya. Lubang hitam berukuran sangat besar dan kelebihan ini memberi tahu kita sesuatu yang mendalam tentang asal usul benda-benda tersebut.

Para astronom menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk mengamati 21 sistem yang sangat jauh. Cahayanya mencapai kita antara 12 miliar dan 13,2 miliar tahun yang lalu. Di alam semesta saat ini, rasio antara lubang hitam supermasif (SMBH) dan bintang di galaksinya adalah 1 berbanding 1.000. Namun dalam sistem ini, rasio antara dua massa tersebut mencapai 1 berbanding 100, 1 berbanding 10, dan bahkan 1 dalam 1.

“Di alam semesta terdekat, terdapat hubungan yang diketahui antara massa lubang hitam supermasif di pusat dan massa bintang di galaksi induknya,” kata penulis utama. Dr.Fabio Pacucci Pusat Astrofisika | Universitas Harvard dan Smithsonian mengatakan kepada IFLScience. “Biasanya, lubang hitam memiliki massa sekitar 0,1% massa bintang. Hal ini tidak terjadi di alam semesta jauh. Tentu saja, lubang hitam 'masif' adalah nama yang tepat.”

Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mendorong kemampuan manusia untuk melihat lebih jauh ke alam semesta awal (juga dikenal sebagai alam semesta high-z), dan meskipun kita belum menyaksikan kelahiran salah satu lubang hitam supermasif ini, studi baru ini memberikan lebih banyak manfaat. bukti tentang bagaimana lubang hitam ini muncul. Hal-hal aneh mendatangi saya.

Skenario “benih cahaya” terdiri dari bintang-bintang yang sangat masif, 100 hingga 1.000 kali massa Matahari, yang akan menjadi supernova. Sebaliknya, skenario “benih berat” menunjukkan bahwa awan gas masif yang membentuk bintang-bintang tersebut juga membentuk lubang hitam masif dengan berat 10.000 hingga 100.000 kali massa Matahari.

“Beberapa penelitian (yang dilakukan bertahun-tahun yang lalu) menunjukkan bahwa jika lubang hitam pertama terbentuk sebagai benih berat, maka massanya seharusnya sama dengan massa bintang inangnya pada suhu tinggi,” jelas Dr. Bacucci. kita melihatnya dengan pengamatan Teleskop Luar Angkasa James Webb.

Ini bukan bukti pertama bahwa skenario benih besar mungkin merupakan jalur pembentukan yang paling mungkin terjadi. Pengamatan sebelumnya yang menggabungkan data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb dan sinar-X dari Chandra milik NASA juga lebih menyukai skenario ini dibandingkan benih cahaya. Benih yang berat juga akan mempengaruhi seluruh galaksi dengan cara yang dapat menjelaskan dengan lebih baik mengapa benda-benda ini tetap begitu besar untuk sementara waktu.

“Sistem galaksi masif ini mungkin telah membentuk benih-benih berat dengan massa yang mendekati massa bintang induknya. Oleh karena itu, mengingat ukuran pusat lubang hitam supermasif, mereka mungkin telah melepaskan begitu banyak energi sehingga menghambat pembentukan bintang selama jangka waktu tertentu. Kombinasi alasan ini dapat menjelaskan mengapa kita terutama mengamati lubang hitam supermasif di alam semesta Z tinggi menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb, sehingga melanggar hubungan lokal.

“Dengan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb, akan dimungkinkan untuk menentukan bagaimana lubang hitam supermasif pertama terbentuk dengan menemukan lubang hitam yang lebih jauh dan lebih kecil dari yang ditemukan sejauh ini, yang menurut penelitian kami akan sangat melimpah,” kata Roberto Maiolino, rekan -penulis, Profesor di Universitas Cambridge V.A. berkata: penyataan.

Studi ini dipublikasikan di Surat Jurnal Astrofisika Hal itu dipresentasikan pada pertemuan ke-243 American Astronomical Society.