Svarta hål existerade i tidernas begynnelse och gav
upphov till nya stjärnor och galaxbildning visar en ny analys av data från James Webb Space Telescope. Analysen vänder upp och ner på
teorin om hur svarta hål format kosmos och utmanar den klassiska förståelsen
av att de bildades efter att de första stjärnorna och galaxerna uppstått.
I stället verkar svarta hål dramatiskt ha påskyndat uppkomsten
av nya stjärnor under universums första 50 miljoner år. Vi vet att ett stort svart
hål finns i mitten av troligen alla
galaxer. Överraskningen nu är att de fanns i universums begynnelse och var kanske
byggstenar eller frön till de tidiga
galaxerna med dess stjärnor", beskriver huvudförfattaren till en ny studie (publicerad i
tidskriften Astrophysical Journal Letters) Joseph Silk, professor vid
institutionen för fysik och astronomi vid Johns Hopkins University och Institute of Astrophysics, Paris, Sorbonne University. "Det är en
helomvändning jämfört med vad vi ansåg var möjligt tidigare – så mycket att
detta nya rön helt kan skaka om vår förståelse av hur galaxer bildas."
"Vi argumenterar nu för att svarta hål strömmar
ut krossade gasmoln, förvandlar dem till stjärnor och kraftigt påskyndar
stjärnbildningshastigheten", beskriver Silk. – Annars är det väldigt svårt
att förstå var dessa ljusstarka galaxer kom från så fort efter BigBang eftersom de vanligtvis är
mindre i det tidiga universum. Varför och hur i hela friden skulle annars stjärnor
bildats så snabbt?"
Svarta hål är områden i rymden där gravitationen är
så stark att ingenting kan undkomma deras dragningskraft, inte ens ljus. På
grund av denna kraft genererar de kraftfulla magnetfält som skapar våldsamma
stormar, kastar ut turbulent plasma och i slutändan fungerar som enorma
partikelacceleratorer, beskriver Silk. Denna process, säger han, är sannolikt
anledningen till att Webbs detektorer har upptäckt fler av dessa svarta hål och
ljusstarka galaxer än vad forskarna förväntat sig.
"Vi kan inte riktigt se dessa våldsamma vindar eller jetstrålar långt bort i tid och rum, men vi vet att de måste finnas eftersom vi ser många svarta hål redan tidigt i universum", förklarar Silk. – De enorma vindarna som kommer ur de svarta hålen krossar närliggande gasmoln och då uppkommer stjärnor. Det är den felande länken som förklarar varför dessa första galaxer lyser så mycket ljusare än vi förväntat oss.
Silks team förutspår att det unga universum hade två faser. Under den
första fasen påskyndade utflöden från svarta hål stjärnbildningen och i en
andra fas avtog utflödena. Några hundra miljoner år efter big bang kollapsade
gasmoln på grund av magnetiska stormar från svarta hål och nya stjärnor bildades
i en takt som vida översteg den som observeras miljarder år senare i dagens
galaxer, beskriver Silk. Skapandet av stjärnor saktades ner eftersom dess
kraftfulla utflöden övergick till ett tillstånd av energibesparing, beskriver
han, vilket minskar gasen som är tillgänglig för att bilda stjärnor i galaxer.
"Den stora frågan är, vad vår början var? Solen
är en stjärna på 100 miljarder i Vintergatan, och det finns också ett massivt
svart hål i mitten av Vintergatan. Vad är kopplingen mellan de två?" undrar
han. "Inom ett år kommer vi att ha så mycket bättre data och många av våra
frågor kommer att börja få svar."
Uppstod de första svarta hålen direkt efter BigBang eller var de ursprunget till BigBang?
Varifrån kom dessa utflöden av gas från de svarta hålen i tidens början som bildade de första stjärnorna? Misstanken enligt
mig är att de drog in och släppte ut gas genom en koppling mellan ett universum
som kollapsat samtidigt som vårt universum uppstod. Tid och rum är relativt.
Bland författarna till studien finns Colin Norman
och Rosemary F. G. Wyse från Johns Hopkins; Mitchell C. Begelman of University
of Colorado and National Institute of Standards and Technology; och Adi Nusser
från Israel Institute of Technology. Teamet stöds av Israel Science Foundation
och Asher Space Research Institute, samt Eric och Wendy Schmidt på
rekommendation av Schmidt Futures-programmet.
Bild vikipedia NGC 2207 och IC 2163 är två
spiralgalaxer på ungefär 80 miljoner ljusårs avstånd från oss som kolliderar
med varandra, bilden tagen av Hubbleteleskopet.
