KU-forskere indtager forsiden af Nature: Løser mysteriet om universets røde prikker

Siden december 2021, hvor superteleskopet James Webb blev aktiveret 1,5 million kilometer fra Jorden, har forskere verden over kløet sig i håret over uforklarlige røde prikker blandt stjerner og galakser på de billeder, som teleskopet har taget.

De såkaldte ’little red dots’ kan ses da Universet ”kun” var nogle hundrede millioner år gammelt og knap en milliard år senere forsvinder de igen. Så hvad var det? 

Nogle forskere argumenterede for, at det var kæmpe galakser kraftfulde nok til at sende lys gennem universet som James Webb-teleskop kunne opfange 13 milliarder år senere. Men den teori passede dårligt med, hvor lang tid det tog at danne de første galakser efter Big Bang – de kom først senere.

Men efter to år med løbende analyse af billeder med de røde prikker har forskere fra Niels Bohr Institutets Cosmic Dawn Center fundet forklaringen i det mest kraftfulde fænomen i vores univers: Sorte huller. De røde prikker har således givet forskerne et indblik i hvordan universets første sorte huller er blevet født.

”De små røde prikker er unge sorte huller hundrede gange mindre, end først antaget, indhyllet i en puppe af gas, som de er i gang med at fortære for at vokse sig store. Processen udvikler en enorm varme, der lyser så kraftigt at det kan ses gennem gaspuppen. Lysets stråling igennem gassen er det, der giver de røde prikker deres unikke udseende,” siger professor Darach Watson, som er en af de ledende forskere bag studiet.

Opdagelsen har sendt forskerne fra Cosmic Dawn Center direkte ind på forsiden af et af verdens største videnskabelige tidsskrifter, Nature. 

Sorte huller er ’messy eaters’

James Webb har indtil videre fundet hundrede af røde prikker, som vi nu ved er unge sorte huller. Selvom de er nogle af de mindste sorte huller der er opdaget, vejer de alligevel op mod 10 millioner gange mere end Solen og har en gigantisk diameter på ti millioner kilometer.

Sorte huller opsluger alt i deres nærhed og vokser i takt med at de spiser. Men fordi hullet i midten af de sorte huller ikke er særlig stort, varmes gassen op til så høje temperaturer, at den lyser kraftigt op og udvikler mere energi end nogen anden proces, vi kender til. Den intense varme og stråling får meget af det materiale, som hullet er i gang med at fortære, til at blive blæst ud igen.

”Når gas falder ind mod et sort hul roterer det ned i en slags tragt mod det sorte huls overflade. Det ender med at gå så stærkt og gassen bliver så tæt pakket, at det udvikler millioner af graders varme og lyser kraftigt op. Men det er kun meget lidt af gassen, der opsluges af det sorte hul. Det meste bliver blæst ud og opslugt igen. Det er derfor vi kalder de sorte huller for ’messy eaters’,” forklarer Darach Watson 

Forklaring på hurtigt voksende sorte huller

I midten af vores egen galakse Mælkevejen er der et supermassivt sort hul fire millioner gange tungere end Solen og det samme gør sig gældende i alle andre galakser. Men de sorte huller og deres rolle i universet er stadig omgæret af mystik.

Den nye opdagelse kaster nyt lys over sorte hullers tidlige udvikling og givet noget af svaret på, hvordan der allerede 700 millioner år efter Big Bang kunne findes supermassive sorte huller med masser op mod en milliard gange større end solen.

”Vi har fanget de unge sorte huller midt i deres vækstspurt på et stadie, som vi indtil nu ikke har observeret. Den tætte puppe af gas rundt om dem, giver dem det brændstof, de behøver for at vokse sig store meget hurtigt,” siger Darach Watson.

Studiet er udført af V. Rusakov, Darach. Watson, G. P. Nikopoulos, Gabriel Brammer, R. Gottumukkala, T. Harvey, Kasper Elm Heintz, R. Damgaard, S. A. Sim, Albert Sneppen, A. P. Vijayan, N. Adams, D. Austin, C. J. Conselice, C.M. Goolsby, Sune Toft, J. Witstok.

Link til studiet