Forscher haben erstaunliche 83 entdeckt supermassereiche Schwarze Löcher etwas mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt, was sie zu einigen der ältesten Strukturen im Universum macht.
Alte supermassive schwarze Löcher entdecken
Ein internationales Team von Astronomen aus Japan, Taiwan und den Vereinigten Staaten hat sich zusammengeschlossen, um 83 supermassereiche Schwarze Löcher SBH zu identifizieren, die etwas mehr als 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Damit gehören sie zu den ältesten Strukturen im Universumzu ein Bericht von der Princeton University.
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"Es ist bemerkenswert, dass sich so massive dichte Objekte so bald nach dem Urknall bilden konnten", sagte Michael Strauss, Professor für astrophysikalische Wissenschaften an der Princeton University und einer der Mitautoren der Studie. "Verstehen, wie Schwarze Löcher könnenForm im frühen Universum und wie häufig sie sind, ist eine Herausforderung für unsere kosmologischen Modelle. "
Die Entdeckung erhöht die Anzahl der bekannten SBH aus diesem Zeitraum des Geschichte des Universums und zeigt, wie häufig sie im frühen Universum waren, was bisher nicht bekannt war. Es wird angenommen, dass SBHs im Zentrum der meisten Galaxien existieren und milliardenfach massereicher sein können als die Sonne.
Studieren der schwächsten Quasare im Universum
Die Forscher machten sich daran, diese SBH anhand der von ihnen erzeugten Quasare zu identifizieren. Wenn sich die Gase, die eine SBH umgeben, darauf ansammeln, erwärmt sie sich und sendet Strahlung aus, die wir nachweisen können. Diese SBH werden als Quasare bezeichnet, und bisJetzt wurden nur die leuchtendsten Quasare untersucht.
Diese neue Studie befasste sich mit schwächeren Quasaren, die bis vor kurzem nicht erkannt werden konnten. Diese Quasare wurden von SBH mit Massen betrieben, die denen ähneln, die wir im heutigen Universum sehen können.
Zu diesem Zweck verwendete das Wissenschaftlerteam Daten, die mit der „Hyper Suprime-Cam“ HSC gesammelt wurden, die am Subaru-Teleskop des Nationalen Astronomischen Observatoriums Japans auf dem Gipfel von Mau-Nakea in Hawaii angebracht war.
Das riesige Sichtfeld des HSC - 1,77 Grad breit oder sieben Vollmonde breit - wurde über 300 Nächte in fünf Jahren verwendet, um die erforderlichen Daten zu sammeln. Um mögliche entfernte Quasare aus den Vermessungsdaten zu identifizieren, verwendeten sie das Subaru-Teleskop.sowie das Gran Telescopio Canarias in Spanien und das Gemini South Telescope in Chile, um die Spektren dieser Kandidatenquasare zu erhalten.
Die Studie identifizierte 83 bisher unbekannte Quasare zusätzlich zu den 17 bereits im Untersuchungsgebiet bekannten. Wenn Sie das Universum in einheitliche Würfel mit einem Durchmesser von einer Milliarde Lichtjahren schneiden, befand sich in diesem Würfel ein SBH.
Ferne Quasare und die Entwicklung des frühen Universums
Wissenschaftler glauben, dass in den ersten mehreren hundert Millionen Jahren des Bestehens des Universums der Wasserstoff im Universum zu einem frei schwebenden Wasserstoffplasma ungebundener Elektronen und Protonen ionisiert wurde, aber sie wissen nicht, was die Energie hätte liefern könnendie Ionen von ihren Protonen zu befreien.
Eine Theorie besagt, dass es im frühen Universum mehr Quasare gab als bisher bekannt, und dass ihre kombinierte Strahlung die notwendige Energie lieferte, um ein Universum voller Wasserstoff zu „reionisieren“.
"Die Anzahl der beobachteten Quasare zeigt jedoch, dass dies nicht der Fall ist", erklärte Robert Lupton, ein leitender Wissenschaftler in den astrophysikalischen Wissenschaften. "Die Anzahl der gesehenen Quasare ist erheblich geringer als zur Erklärung der Reionisierung erforderlich."
Dies ist nicht das einzige Licht, das diese entfernten Quasare auf das frühe Universum scheinen.
"Die von uns entdeckten Quasare werden ein interessantes Thema für weitere Beobachtungen mit aktuellen und zukünftigen Einrichtungen sein", sagte Yoshiki Matsuoka, ein Forscher an der Ehime-Universität in Japan, der die Studie leitete. "Wir werden auch etwas über die Formation erfahrenund frühe Entwicklung supermassiver Schwarzer Löcher durch Vergleich der gemessenen Zahlendichte und Leuchtkraftverteilung mit Vorhersagen aus theoretischen Modellen. "
Die Studie wurde kürzlich in beschrieben fünf anders Papiere das erschienen in The Astrophysical Journal und die Veröffentlichungen des Astronomical Observatory of Japan .