Vísindamenn hafa lengi talið að svarthol verði til þegar massamiklar stjörnur ná ævilokum og hrynja undan eigin þyngdarkrafti.
Athuganir James Webb-geimsjónaukans hafa hins vegar leitt í ljós svarthol frá fyrstu tíð alheimsins sem passa illa við þá mynd.
Nú hefur sjónaukinn numið eitt þeirra sem gæti knúið vísindamenn til að endurskrifa kennslubækurnar.
Webb-geimsjónaukinn hefur mælt nýtt risasvarthol í fjarlægri vetrarbraut, Abell2744-QSO1, í um 13 milljarða ljósára fjarlægð frá Jörðinni.
Þessi myrki risi er ekki aðeins gríðarstór — um 50 milljón sinnum massameiri en sólin — heldur virðist hann einnig eldri en vetrarbrautin sem umlykur hann.
Það stangast á við þá hugmynd að vetrarbrautir myndist fyrst og að svarthol verði síðan til þegar stjörnur hrynja.
Þess í stað bendir uppgötvunin til þess að sum svarthol hafi fæðst risavaxin og hugsanlega orðið til á fyrstu augnablikum alheimsins.
Þáttaskil í skilningi á svartholum
Webb-geimsjónaukinn hefur gert vísindamönnum kleift að kortleggja hreyfingar vetnisgassins sem hringsnýst um miðju QSO1. Gasið fylgir ákveðnu mynstri sem sýnir að massinn er þéttur á einum stað í svartholinu.
Mælingarnar leiða jafnframt í ljós að gasið samanstendur nær eingöngu af vetni og helíni.
Webb-geimsjónaukinn nam hið risavaxna svarthol QSO1 með aðstoð svokallaðrar þyngdarlinsu. Þar beygir vetrarbrautaþyrpingin Abell 2744 ljósið frá svartholinu og myndar þrjár myndir af því í sömu athugun. Það hefur gefið stjörnufræðingum óvenjuríkt gagnasafn til rannsókna.
Þar skortir því þyngri frumefni sem stjörnur skilja venjulega eftir sig. Af þeim sökum minnir QSO1 frekar á frumþoku úr árdögum alheimsins en fullmótaða vetrarbraut.
Vegna þess að QSO1 birtist þrisvar sinnum á sömu myndinni — fyrir tilstilli þyngdarlinsunnar sem vetrarbrautaþyrpingin Abell 2744 myndar — hafa vísindamenn getað rannsakað svartholið með óvenjumikilli nákvæmni.
Niðurstöðurnar veita sjaldgæfa innsýn í bernsku alheimsins og benda til þess að fyrstu risasvartholin hafi ekki endilega vaxið smám saman með því að gleypa efni úr umhverfi sínu. Þau gætu í staðinn hafa fæðst gríðarlega massamikil, annaðhvort við beint hrun risavaxinna gasskýja eða jafnvel sem leifar frá upphafi alheimsins sjálfs.
„Þetta er afar merkileg uppgötvun,“ segir einn rannsakendanna, Roberto Maiolino, í fréttatilkynningu.
Svarthol skiptast líkt og stjörnur í mismunandi flokka. Og þau stærstu eru svo gríðarlega risavaxin að þau geta ráðið örlögum heilla vetrarbrauta:
„Þetta markar þáttaskil í fræðunum og kallar á algjöra endurskoðun á hefðbundnum hugmyndum um hvernig svarthol myndast og vaxa.“
Finnist fleiri sambærileg fyrirbæri gæti það bent til þess að risasvarthol hafi verið meðal fyrstu byggingareininga alheimsins og jafnvel átt virkan þátt í að móta þær vetrarbrautir sem síðar urðu til í kringum þau.
Niðurstöðurnar birtust í vísindatímaritunum Nature og Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
