İlkel kara delikler için Uzay Teleskobu Web araması

Webb Uzay Teleskobu Ekibi Çalışmaya devam et üzerine devreye alma Yaz aylarında bilimsel çalışmaların başlamasından önceki son adımdır. Geçenlerde muhteşem fotoğrafını gördük Galaksimizin merkezinde bir kara delik, SamanyoluTarafından alınan olay ufku teleskopu. Modern astronominin gizemlerinden biri, her insanın ne kadar büyük olduğudur. gökada Dev bir merkeze sahip olmak için geldi Kara delikve bu karadeliklerden bazılarının evrenin çok erken zamanlarında bile şaşırtıcı derecede büyük olduğu. Webb’in NIRSpec ekibinin bir üyesi olan Roberto Maiolino’dan Webb’in bu sorulardan bazılarını yanıtlamaya nasıl yardımcı olacağını söylemesini istedik.

“Webb’in ortaya çıkarmak üzere olduğu en heyecan verici keşif alanlarından biri, erken evrendeki ilk kara deliklerin araştırılmasıdır. Bunlar, gökbilimcilerin galaktik çekirdeklerde buldukları en büyük kara deliklerin tohumlarıdır. Çoğu (belki de tümü) Galaksiler merkezlerinde kara delikler barındırır ve kütleleri Güneşimizin kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı arasında değişir, bu süper kütleli kara delikler etraflarındaki maddeyi yutarak ve ayrıca daha küçük kara delikleri birleştirerek çok büyük hale geldiler.

“En son ilginç keşif, birkaç milyar güneş kütlesi kütleye sahip süper kütleli kara deliklerin keşfidir, evren sadece 700 milyon yaşında iken, şu anki 13,8 milyar yıllık yaşının çok küçük bir kısmı varken var olmuştur. Bu şaşırtıcı bir durum. Sonuç, çünkü bu kadar erken yaşlarda, standart teorilere göre bu kadar büyük karadeliklerin gelişimi için yeterli zaman yoktu. Bu gizemi çözmek için bazı senaryolar önerildi.

Bir olasılık, erken evrendeki ilk nesil yıldızların ölümünün neden olduğu kara deliklerin, olağanüstü yüksek oranlarda malzeme biriktirmesidir. Diğer bir senaryo ise, helyumdan daha ağır kimyasal elementlerle henüz zenginleştirilmemiş ilkel gaz bulutlarının doğrudan çökerek[{” 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.

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