Det har længe været et mysterium for astrofysikere, hvordan supertunge sorte huller er opstået og vokset i Universets første millioner af år. Og hvordan aktive galakser, eller såkaldte kvasarer, er dannet.
De er nemlig opstået med en ufattelig stor hastighed, som det er svært for forskerne at forklare.
Indtil videre er det lykkedes at beskrive fænomenet på et teoretisk plan. Men nu har et internationalt forskerhold fra Niels Bohr Institutet og DTU Space i Danmark observeret et nyt type kosmisk objekt, som kan bekræfte teorierne.
Blev født i Universets daggry
Det nye objekt, forskerne har fundet, er selve overgangen fra en støvfyldt og kraftigt stjernedannende galakse til en lysstærk kvasar. Det er altså forstadiet til det, der senere bliver en kvasar med et supertungt sort hul i midten.
Objektet GNz7q er den røde prik i midten af det forstørrede billede fra området Hubble GOODS North-feltet.
Objektet, som forskerne har døbt GNz7q, blev født 750 millioner år efter Big Bang, som fandt sted for 13.8 milliarder år siden, altså i det, astronomerne kalder for Universets kosmiske daggry.
”Objektet udgør et bindeled mellem to sjældne objekter, nemlig støvede stjerne-dannende galakser og lysintensive kvasarer. Dermed åbner fundet for en ny forståelse af, hvordan supertunge sorte huller blev dannet med stor hastighed i det tidlige Univers,” fortæller postdoc Seiji Fujimoto fra Niels Bohr Institutet, som er en del af forskerholdet bag opdagelsen, i en pressemeddelelse.
Almindelige galakser er fulde af gas, støv og stjerner, og i deres midte lurer et supertungt sort hul, som fortærer galaksens stof. Kvasarer er galakser, der udsender meget mere energi i form af stråling end ”normale” galakser som vores egen Mælkevej.
Derfor er kvasarer de mest lysstærke objekter i Universet og blandt de fjerneste objekter, vi kan observere.
Ligesom ”almindelige” galakser har kvasarer derfor også af et kæmpestort sort hul i midten, som er omgivet af en skive af gas, der langsomt glider ind i det sorte hul.
Da sorte huller ikke udsender lys, opstår det stærke lys i en kvasar ved en kraftig gnidning mellem de gaspartikler, som er på vej ind i det sorte hul. Varmen fra gnidningerne får gassen i skiven til at lyse ekstremt kraftigt op.
Nyt objekt gemte sig for næsen af forskerne
Hvad forskerne har fundet, er altså et objekt, som er ved at blive til en kvasar, men som endnu er indhyllet i støv og gas, og derfor ikke er så kraftigt lysende som en kvasar.
I den galakse, hvor GNz7q er observeret, produceres nye stjerner med en ufattelig stor hastighed, som er 1.600 gange så hurtig som i vores egen galakse. De nye stjerner skaber kosmisk støv, som opvarmes og får støvet til at gløde og lyse kraftigt.
I midten af den observerede galakse er der allerede et sort hul, og fordi den er i en tidlig fase af en galakse, der danner stjerner med en meget stor hastighed, bliver den senere til et supertungt sort hul, fordi den sluger store mængder af stof.
Opdagelsen af GNz7q blev gjort ud fra data fra rumteleskopet Hubble i et af de mest intensivt udforskede områder i Universet kaldet GOODS North-feltet. Det nye objekt gemte sig derfor for næsen af forskerne, og blev gravet frem mellem målinger af mange forskellige bølgelængder.
Med det nyligt opsendte James Webb-rumteleskop forventer holdet at finde flere objekter, der minder om GNz7q. Og på dem måde håber de at kunne beskrive objekterne og deres udvikling mere detaljeret i fremtiden.