I løpet av universets første milliard år var vindene som blåste fra supermassive sorte hull i sentrum av galakser mye hyppigere og kraftigere enn de som ble sett i moderne galakser omtrent 13 milliarder år senere. Slike vinder var så kraftige at de bremset veksten av de supermassive sorte hullene som de dukket opp fra. Dette er resultatene av en studie ledet av tre forskere fra det italienske nasjonale instituttet for astrofysikk (INAF) i Trieste, nylig publisert i tidsskriftet Nature.
Arbeidet er basert på observasjoner av 30 kvasarer tatt med Very Large Telescope (VLT) ved ESOs Paranal Observatory i Chile. Kvasarer er ekstremt lyse punktkilder i kjernene til fjerne galakser, hvis stråling oppstår på grunn av den intense aktiviteten til sentrale supermassive sorte hull som absorberer det omkringliggende stoffet. Vertsgalaksene til disse kvasarene ble observert under det kosmiske morgengryet, da universet var mellom 500 millioner og 1 milliard år gammelt.
"For første gang har vi målt andelen av kvasarer i det unge universet som viser svarte hullsvinder," sier Manuela Bishetti, forsker ved INAF i Trieste og førsteforfatter av den nye studien. "I motsetning til det vi observerer i universet nærmere oss, fant vi ut at vindene av sorte hull i det unge universet er svært vanlige, har en høy hastighet på opptil 17 % av lysets hastighet og kaster mye energi inn i vertsgalaksen".
Omtrent halvparten av kvasarene som er undersøkt i denne studien viser svarte hullsvinder som er mye mer vanlig og 20 ganger kraftigere enn de som er kjent i kvasarer fra det nærmere universet, da universet var rundt 4 milliarder år gammelt.
"Observasjoner av sorte hull i det unge universet viser at de vokser mye raskere enn vertsgalaksene deres, mens sorte hull og galakser utvikler seg sammen i lokaluniverset," tilføyer studiemedforfatter Chiara Feruglio, en forsker ved INAF i Trieste. "Dette betyr at på et tidspunkt i universet burde en mekanisme som bremser veksten av sorte hull ha fungert. Våre observasjoner tillot oss å identifisere denne mekanismen i vindene av sorte hull som oppsto da universets alder var 0,5-1 milliard år."
Dermed kan energien som frigjøres av vinden stoppe ytterligere akkresjon av materie til det sorte hullet, bremse dets vekst og sette i gang en fase med "samevolusjon" mellom det sorte hullet og vertsgalaksen. "Denne studien tillot oss å identifisere en epoke i universets historie da påvirkningen fra svarte hullsvinder ble betydelig," legger Bishetti til. "Dette har dype implikasjoner for vår kunnskap om de første vekstfasene til sorte hull og deres galakser, og legger sterke begrensninger på modellene som beskriver dannelsen av de første galaksene."
Den uventede oppdagelsen ble muliggjort av høykvalitetsdata fra Xshooter-instrumentet installert på VLT som en del av ESOs store program, som inkluderer rundt 250 timer med observasjoner.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne. Den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Les også: