Das Team, das GN-z11 mit Webb untersucht, hat den ersten klaren Beweis daf\u00fcr gefunden, dass die Galaxie ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch beherbergt, das schnell Materie ansammelt. Ihre Entdeckung macht es zum am weitesten entfernten aktiven supermassiven Schwarzen Loch, das bisher entdeckt wurde.<\/span><\/p>\n \u201eWir haben extrem dichtes Gas entdeckt, das h\u00e4ufig in der N\u00e4he von Gas akkretierenden supermassiven Schwarzen L\u00f6chern vorkommt\u201c, erkl\u00e4rte der Hauptforscher Roberto Maiolino vom Cavendish Laboratory und dem Kavli Institute of Cosmology an der Universit\u00e4t Cambridge im Vereinigten K\u00f6nigreich. \u201eDies waren die ersten klaren Hinweise darauf, dass GN-z11 ein Materie verschlingendes Schwarzes Loch enth\u00e4lt.\u201c<\/p>\n Mithilfe von Webb fand das Team auch Signaturen ionisierter chemischer Elemente, die typischerweise in der N\u00e4he von akkretierenden supermassereichen Schwarzen L\u00f6chern beobachtet werden. Dar\u00fcber hinaus entdeckten sie, dass die Galaxie sehr starke Winde aussendet. Solche Hochgeschwindigkeitswinde werden typischerweise durch Prozesse verursacht, die mit der energetischen Akkretion supermassereicher Schwarzer L\u00f6cher einhergehen.<\/span><\/p>\n \u201eWebbs NIRCam (Nahinfrarotkamera) entdeckte eine ausgedehnte Komponente, die die Heimatgalaxie verfolgt, und eine zentrale kompakte Quelle, deren Farben mit denen der Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch \u00fcbereinstimmen\u201c, sagte Forscherin Hannah Uebler, ebenfalls vom Cavendish Laboratory und dem Kavli Institute .<\/span><\/p>\n Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass GN-z11 ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von zwei Millionen Sonnenmassen enth\u00e4lt, das sich in einer sehr aktiven Phase der Absorption von Materie befindet und deshalb so hell ist.<\/span><\/p>\n Das zweite Team, ebenfalls unter der Leitung von Maiolino, nutzte Webbs NIRSpec (Nahinfrarot-Spektrograph), um einen Heliumgasklumpen im Halo um GN-z11 zu entdecken.<\/p>\n \u201eDie Tatsache, dass wir nichts anderes als Helium sehen, legt nahe, dass dieser Klumpen ziemlich rein sein muss\u201c, sagte Roberto. \u201eDas ist es, was Theorie und Modellierung in der Umgebung besonders massereicher Galaxien aus diesen Epochen erwartet haben \u2013 dass es in den Halos Taschen aus reinem Gas geben sollte, die kollabieren und Sternhaufen der Population III bilden k\u00f6nnten.\u201c<\/span><\/p>\n Die Suche nach bisher unbeobachteten Sternen der Population III \u2013 der ersten Generation von Sternen, die fast ausschlie\u00dflich aus Wasserstoff und Helium besteht \u2013 ist eine der wichtigsten Aufgaben der modernen Astrophysik. Es wird erwartet, dass diese Sterne sehr massereich, sehr leuchtend und sehr hei\u00df sind. Ihre Signatur wird das Vorhandensein von ionisiertem Helium und das Fehlen chemischer Elemente sein, die schwerer als Helium sind.<\/span><\/p>\n Die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien markiert einen grundlegenden Wandel in der Geschichte des Kosmos, in dessen Verlauf sich das Universum von einem dunklen und relativ einfachen Zustand zu der hochstrukturierten und komplexen Umgebung entwickelte, die wir heute sehen.<\/span><\/p>\n In zuk\u00fcnftigen Beobachtungen werden Webb, Roberto, Hanna und ihr Team GN-z11 detaillierter untersuchen und hoffen, das Vorhandensein von Sternen der Population III zu best\u00e4tigen, die sich m\u00f6glicherweise in seinem Halo bilden.<\/span><\/p>\n Der Name \u201ePopulation III\u201c entstand, weil Astronomen die Sterne der Milchstra\u00dfe bereits in Population I (Sterne wie die Sonne, die reich an schwereren Elementen sind) und Population II (\u00e4ltere Sterne mit geringer H\u00e4ufigkeit schwerer Elemente im Bulge) eingeteilt hatten Halo der Milchstra\u00dfe sowie in Kugelsternhaufen).<\/span><\/p>\n Das supermassive Schwarze Loch ist 40 Millionen Mal massereicher als die Sonne und treibt einen Quasar an, der 700 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte.<\/strong><\/span>\u00a0Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) haben Astronomen ein \u201eextrem rotes\u201c supermassereiches Schwarzes Loch entdeckt, das im dunklen fr\u00fchen Universum w\u00e4chst, berichtet die Zeitschrift Nature.<\/span><\/p>\n Der rote Farbton eines supermassereichen Schwarzen Lochs, wie er etwa 700 Millionen Jahre nach dem Urknall erschien, ist ein Ergebnis der Expansion des Universums. W\u00e4hrend sich das Universum in alle Richtungen ausdehnt, wird das auf uns zustr\u00f6mende Licht \u201erotverschoben\u201c, und in diesem Fall deutet das rotverschobene Licht auf eine H\u00fclle aus dickem Gas und Staub hin, die das Schwarze Loch umh\u00fcllt.<\/span><\/p>\n Durch die Untersuchung von JWST-Daten konnte ein Team von Astronomen unter der Leitung von Lukas Furtak und Adi Zitrin von der Ben-Gurion-Universit\u00e4t des Negev auch die Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs bestimmen. Mit etwa der 40-Millionen-fachen Masse der Sonne ist er im Vergleich zu der Galaxie, in der er sich befindet, unerwartet massereich.<\/span><\/p>\n Das Team entdeckte au\u00dferdem, dass das supermassereiche Schwarze Loch, das etwa 12,9 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt liegt, schnell Gas und Staub um sich herum verschlingt. Mit anderen Worten: Es w\u00e4chst.<\/span><\/p>\n \u201eWir waren sehr aufgeregt, als JWST mit der \u00dcbermittlung der ersten Daten begann. \u201eWir haben die eingehenden Daten f\u00fcr das UNCOVER-Programm gescannt und drei sehr kompakte, aber leuchtend rote Objekte stachen hervor und erregten unsere Aufmerksamkeit\u201c, sagte Furtak in einer Erkl\u00e4rung. \u201eIhre \u201arote Punkt\u2018-Erscheinung lie\u00df uns sofort vermuten, dass es sich um ein Quasar-\u00e4hnliches Objekt handelte.\u201c<\/span><\/p>\n Quasare entstehen, wenn riesige Mengen an Materie supermassereiche Schwarze L\u00f6cher wie dieses umgeben.<\/strong><\/span>\u00a0Diese Materie bildet eine Scheibe aus Gas und Staub, eine sogenannte Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch nach und nach speist. Die enorme Anziehungskraft des Schwarzen Lochs vermischt diese Materie, erzeugt hohe Temperaturen und bringt sie zum Leuchten.<\/span><\/p>\n Dar\u00fcber hinaus wird Materie, die nicht in das supermassereiche Schwarze Loch f\u00e4llt, in Richtung der Pole des kosmischen Titanen gelenkt. Teilchen in diesen Regionen werden in Form hochkollimierter Jets auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Aussto\u00df dieser relativistischen Jets werden die Eruptionen von hellen elektromagnetischen Emissionen begleitet.<\/p>\n Als Folge dieser Ph\u00e4nomene werden Quasare, die von supermassereichen Schwarzen L\u00f6chern in aktiven Galaxienkernen (AGNs) angetrieben werden, oft so hell, dass das von ihnen emittierte Licht oft das kombinierte Licht aller Sterne in der sie umgebenden Galaxie \u00fcberstrahlt.<\/span><\/p>\n Die enorme Strahlungsmenge, die um dieses supermassive Schwarze Loch herum emittiert wird, lie\u00df es in den JWST-Daten als kleiner Punkt erscheinen.<\/span><\/p>\n \u201eDie Analyse der Farben des Objekts zeigte, dass es sich nicht um eine typische Sternentstehungsgalaxie handelt. Dies best\u00e4tigte die Hypothese eines supermassiven Schwarzen Lochs weiter\u201c, sagte Rachel Bezanson von der University of Pittsburgh und Co-Direktorin des UNCOVER-Programms in einer Erkl\u00e4rung. \u201eIn Kombination mit seiner kompakten Gr\u00f6\u00dfe wurde deutlich, dass es sich h\u00f6chstwahrscheinlich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelte, auch wenn es sich immer noch von anderen Quasaren unterschied, die in dieser fr\u00fchen Zeit entdeckt wurden.\u201c<\/span><\/p>\n Der fr\u00fche Quasar w\u00e4re selbst mit dem leistungsstarken Infrarotinstrument des JWST nicht sichtbar gewesen, ohne ein wenig Hilfe durch einen von Albert Einstein 1915 vorhergesagten Effekt.<\/span><\/p>\n Einsteins allgemeine Relativit\u00e4tstheorie legt nahe, dass Objekte mit gro\u00dfer Masse das eigentliche Gef\u00fcge von Raum und Zeit verformen, die tats\u00e4chlich zu einer einzigen Einheit namens \u201eRaumzeit\u201c vereint sind.<\/strong><\/span>\u00a0<\/span>Die Theorie besagt weiter, dass durch diese Kr\u00fcmmung die Schwerkraft entsteht. Je gr\u00f6\u00dfer die Masse eines Objekts ist, desto \u201eextremer\u201c ist die Kr\u00fcmmung der Raumzeit.<\/span><\/p>\n Diese Kr\u00fcmmung sagt den Planeten also nicht nur, wie sie sich um ihre Sterne und die Zentren ihrer Heimatgalaxien bewegen sollen, sondern ver\u00e4ndert auch die Wege des Lichts, das von diesen Sternen kommt.<\/span><\/p>\n Je n\u00e4her sich Licht einem Massenobjekt n\u00e4hert, desto \u201egekr\u00fcmmter\u201c ist sein Weg. Verschiedene Lichtwege von einem einzelnen Hintergrundobjekt k\u00f6nnen somit durch das Vordergrund- oder \u201eLinsenobjekt\u201c gebogen werden und das Erscheinungsbild des Layouts des Hintergrundobjekts ver\u00e4ndern. Manchmal kann der Effekt sogar dazu f\u00fchren, dass ein Hintergrundobjekt an mehreren Stellen im selben Himmelsbild erscheint. In anderen F\u00e4llen wird das Licht eines Hintergrundobjekts einfach verst\u00e4rkt, wodurch das Objekt gr\u00f6\u00dfer erscheint. Dieses Ph\u00e4nomen ist als \u201eGravitationslinseneffekt\u201c bekannt.<\/span><\/p>\n Im letzteren Fall verwendete JWST einen Galaxienhaufen namens Abell 2744 als Vordergrundlinsenk\u00f6rper, um das Licht von Hintergrundgalaxien zu verst\u00e4rken, die sonst zu weit entfernt w\u00e4ren, um gesehen zu werden. Dadurch wurde der extrem rote Quasar, auf den sie sich konzentrierten, zun\u00e4chst in Form von drei roten Punkten sichtbar.<\/span><\/p>\n \u201eWir haben ein numerisches Linsenmodell verwendet, das wir f\u00fcr einen Galaxienhaufen erstellt haben, um zu bestimmen, dass die drei roten Punkte mehrere Bilder derselben Hintergrundquelle sein m\u00fcssen, die beobachtet wurde, als das Universum erst etwa 700 Millionen Jahre alt war\u201c, sagte Zitrin.<\/span><\/p>\n Eine weitere Analyse der Hintergrundquelle ergab, dass ihr Licht aus einer kompakten Region stammen musste.<\/span><\/p>\n \u201eDas gesamte Licht dieser Galaxie muss in eine winzige Region von der Gr\u00f6\u00dfe eines modernen Sternhaufens passen. Durch die Gravitationslinsenwirkung der Quelle konnten wir die Gr\u00f6\u00dfe genau bestimmen\u201c, sagte Teammitglied und Forscherin der Princeton University, Jenny Green, in einer Erkl\u00e4rung. \u201eSelbst wenn man alle m\u00f6glichen Sterne in einer so kleinen Region zusammenpacken w\u00fcrde, w\u00fcrde das Schwarze Loch am Ende mindestens 1 % der Gesamtmasse des Systems ausmachen.\u201c<\/span><\/p>\n Die Entdeckung vertieft das R\u00e4tsel, wie supermassereiche Schwarze L\u00f6cher, die Millionen (oder sogar Milliarden) Mal massereicher als die Sonne sein k\u00f6nnen, w\u00e4hrend der Geburt des Universums zu so enormen Gr\u00f6\u00dfen heranwuchsen.<\/span><\/p>\n \u201eEs wurde nun festgestellt, dass mehrere andere supermassereiche Schwarze L\u00f6cher im fr\u00fchen Universum ein \u00e4hnliches Verhalten zeigen, was zu einigen faszinierenden Erkenntnissen \u00fcber das Wachstum des Schwarzen Lochs und der Muttergalaxie sowie \u00fcber die Wechselwirkungen zwischen ihnen f\u00fchrt, die noch nicht gut verstanden sind.\u201c sagte Green.<\/span><\/p>\n JWST hat im Laufe der Zeit viele \u201ekleine rote Punkte\u201c entdeckt. Sie k\u00f6nnten auch darauf hindeuten, dass supermassive Schwarze L\u00f6cher durch Quasare im fr\u00fchen Universum gespeist werden, was bedeuten k\u00f6nnte, dass das erstaunliche R\u00e4tsel des Wachstums von Schwarzen L\u00f6chern bald gel\u00f6st werden k\u00f6nnte.<\/span><\/p>\n \u201eIn gewisser Weise ist dies das astrophysikalische \u00c4quivalent des Henne-Ei-Problems\u201c, schlussfolgerte Zitrin. \u201eWir wissen derzeit nicht, was zuerst da war, die Galaxie oder das Schwarze Loch, wie massiv die ersten Schwarzen L\u00f6cher waren oder wie sie wuchsen.\u201c<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Zwei Teams blickten tief in Raum und Zeit und untersuchten mithilfe des NASA\/ESA\/CSA-Weltraumteleskops James Webb die au\u00dfergew\u00f6hnlich helle Galaxie GN-z11, die existierte, als unser 13,8 Milliarden Jahre altes Universum erst etwa 430 Millionen Jahre alt war. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Lukas Furtak und Adi Zitrin von der Ben-Gurion-Universit\u00e4t des Negev untersuchte au\u00dferdem JWST-Daten und konnte auch die Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs bestimmen. 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\nEine k\u00fcnstlerische Darstellung eines supermassiven Schwarzen Lochs und seines m\u00e4chtigen Jets. Astronomen wollen wissen, wie diese Objekte im fr\u00fchen Universum ihre enormen Massen erreichten. NRAO\/AUI\/NSF<\/span><\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/dira1607244.jpg\")
\nDie Abbildung zeigt ein extrem rotes supermassereiches Schwarzes Loch im fr\u00fchen Universum. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/dira1607243.jpg\")
\nDas Diagramm zeigt, wie Licht von einem Hintergrundobjekt durch ein Vordergrundobjekt gebrochen wird. NASA\/ESA<\/em><\/p>\n