Astronom di Penn State telah menjuluki objek “pemecah alam semesta,” yang mungkin tidak biasa lubang hitam Atmosfer dan bisa mewakili tautan yang hilang dalam pertumbuhan cepat lubang hitam supermasif.
Sumber merah kecil yang samar terdeteksi oleh NASA‘S James Webb Space Telescope (JWST) memberi para astronom petunjuk segar tentang bagaimana galaksi terbentuk di alam semesta awal – dan dapat menunjuk ke kategori objek kosmik yang sama sekali baru: lubang hitam yang mengonsumsi sejumlah besar materi saat memancarkan cahaya.
Ketika data pertama teleskop tersedia pada tahun 2022, sebuah kolaborasi internasional yang termasuk para peneliti dari Penn State mengidentifikasi “titik merah kecil” yang membingungkan. Pada awalnya, tim mengusulkan agar benda -benda ini bisa menjadi galaksi yang dikembangkan seperti hari ini Bimasaktiyaitu sekitar 13,6 miliar tahun, hanya ada 500 hingga 700 juta tahun setelah Big Bang.
Memikirkan kembali galaksi awal
Para peneliti secara informal menamai objek “pemecah alam semesta,” karena mereka awalnya tampak seperti galaksi yang jauh lebih tua dan lebih berevolusi dari yang diharapkan di alam semesta awal-sebuah temuan yang akan menantang ide-ide lama pembentukan galaksi.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada 12 September 2025, di Astronomi & Astrofisikatim, yang termasuk astronom dan fisikawan dari Penn State, mengusulkan penjelasan yang berbeda. Mereka berpendapat bahwa titik -titik merah bukan galaksi sama sekali tetapi jenis objek yang sebelumnya tidak diketahui yang dikenal sebagai bintang lubang hitam.
Menurut analisis mereka, titik -titik cahaya yang samar sebenarnya mungkin merupakan bidang gas panas yang sangat besar sehingga mereka menyerupai atmosfer bintang biasa yang dipicu oleh fusi nuklir. Namun, dalam hal ini, sumber energi bukanlah fusi tetapi lubang hitam supermasif di pusat -pusat mereka, yang menarik materi pada kecepatan tinggi, mengubahnya menjadi energi, dan memancarkan cahaya.
Satu bintang dingin raksasa
“Pada dasarnya, kami melihat titik-titik merah yang cukup sampai kami melihat satu yang memiliki begitu banyak suasana sehingga tidak dapat dijelaskan sebagai bintang khas yang kami harapkan dari galaksi,” kata Joel Leja, profesor astrofisika Dr. Keiko Miwa Ross di kertas itu. “Ini benar -benar jawaban yang elegan, karena kami pikir itu adalah galaksi kecil yang penuh dengan banyak bintang dingin yang terpisah, tetapi sebenarnya, secara efektif, satu bintang raksasa, sangat dingin.”
Leja menjelaskan bahwa bintang dingin hanya mengeluarkan cahaya samar karena suhu permukaannya jauh lebih rendah daripada bintang -bintang khas. Meskipun mayoritas bintang di alam semesta termasuk dalam kategori yang lebih rendah dan lebih dingin ini, mereka seringkali sulit dideteksi karena cahaya redupnya dibayangi oleh bintang-bintang besar yang lebih jarang tetapi lebih cerah. Para astronom mengenali bintang-bintang dingin dengan emisi mereka dalam kisaran optik merah dan inframerah-dekat, panjang gelombang cahaya yang tidak lagi terlihat oleh mata manusia. Berbeda dengan gas yang sangat panas yang biasanya ditemukan di dekat lubang hitam supermasif, yang dapat mencapai jutaan derajat Celsiuscahaya dari lubang hitam “titik merah” ini didominasi oleh gas yang sangat dingin. Menurut para peneliti, emisi ini sangat mirip dengan atmosfer bintang rendah, bintang dingin, berdasarkan panjang gelombang yang terdeteksi.
Melihat Kembali ke Time
Teleskop paling kuat di ruang angkasa, JWST dirancang untuk melihat asal-usul kosmos dengan instrumen penginderaan inframerah yang mampu mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh bintang dan galaksi paling kuno. Pada dasarnya, teleskop memungkinkan para ilmuwan untuk melihat kembali dalam waktu sekitar 13,5 miliar tahun, di dekat awal alam semesta seperti yang kita ketahui, Leja menjelaskan.
Dari saat teleskop dihidupkan, para peneliti di seluruh dunia mulai melihat “titik -titik merah kecil,” benda -benda yang tampak jauh lebih besar daripada yang diprediksi oleh model galaksi. Pada awalnya, kata Leja, dia dan rekan -rekannya mengira benda -benda itu adalah galaksi yang matang, yang cenderung menjadi lebih merah sebagai bintang dalam usia mereka. Tetapi benda -benda itu terlalu cerah untuk dijelaskan – bintang -bintang perlu dikemas di galaksi dengan kepadatan yang mustahil.
Objek ekstrem bernama tebing
“Langit malam galaksi seperti itu akan sangat cerah,” kata Bingjie Wang, sekarang menjadi NASA Hubble Fellow di Universitas Princeton yang bekerja di atas kertas sebagai peneliti postdoctoral di Penn State. “Jika interpretasi ini berlaku, itu menyiratkan bahwa bintang yang dibentuk melalui proses luar biasa yang belum pernah diamati sebelumnya.”
Untuk lebih memahami misteri, para peneliti membutuhkan Spectra, jenis data yang dapat memberikan informasi tentang seberapa banyak cahaya yang dipancarkan objek pada panjang gelombang yang berbeda. Antara Januari dan Desember 2024, para astronom menggunakan hampir 60 jam waktu Webb untuk mendapatkan spektrum dari total 4.500 galaksi jauh. Ini adalah salah satu dataset spektroskopi terbesar yang belum diperoleh dengan teleskop.
Pada bulan Juli 2024, tim melihat sebuah objek dengan spektrum yang menunjukkan sejumlah besar massa, menjadikannya kasus paling ekstrem dari objek awal dan besar. Para astronom menjuluki objek yang dipertanyakan “The Cliff,” yang menandai itu sebagai kasus uji yang paling menjanjikan untuk menyelidiki apa itu “titik -titik merah kecil” itu.
Kepompong gas yang berapi -api
“Sifat ekstrem dari tebing memaksa kami untuk kembali ke papan gambar, dan menghasilkan model yang sama sekali baru,” kata Anna de Graaff, seorang peneliti untuk Max Planck Institute for Astronomy dan penulis yang sesuai di atas kertas, dalam siaran pers Max Planck Institute.
Objek itu begitu jauh sehingga cahayanya membutuhkan waktu sekitar 11,9 miliar tahun untuk mencapai Bumi. Analisis spektrum cahaya itu menunjukkan bahwa itu sebenarnya adalah lubang hitam supermasif, menarik lingkungannya pada tingkat sedemikian rupa sehingga melengkung sendiri dalam bola gas hidrogen yang berapi -api. Cahaya yang dilihat Leja dan rekan -rekannya datang bukan dari kelompok bintang tebal, tetapi dari satu objek raksasa.
Lubang hitam di pusat galaksi
Lubang hitam berada di tengah sebagian besar galaksi, Leja menjelaskan. Dalam beberapa kasus, lubang -lubang hitam itu jutaan atau bahkan miliaran kali lebih besar daripada matahari tata surya kita, menarik materi terdekat dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga dikonversi menjadi energi dan bersinar.
“Tidak ada yang benar -benar tahu mengapa atau dari mana lubang hitam raksasa ini di pusat galaksi berasal,” kata Leja, yang juga berafiliasi dengan Institut Ilmu Komputasi dan Data Penn State. “Bintang -bintang lubang hitam ini mungkin menjadi fase pertama formasi untuk lubang hitam yang kita lihat di galaksi hari ini – lubang hitam supermasif di tahap kecil masa bayi mereka.”
Dia menambahkan bahwa JWST telah menemukan tanda-tanda lubang hitam bermassa tinggi di alam semesta awal. Objek bintang lubang hitam baru ini, yang pada dasarnya adalah pembangun massa turbocharged, dapat membantu menjelaskan evolusi awal alam semesta-dan mungkin merupakan tambahan yang disambut baik untuk model saat ini. Tim sedang merencanakan pekerjaan di masa depan untuk menguji hipotesis ini dengan memeriksa kepadatan gas dan kekuatan bintang lubang hitam awal ini, kata Leja.
Tentu saja, “titik -titik merah kecil” misterius adalah jarak yang sangat jauh dalam waktu dan ruang – dan ukurannya yang kecil membuatnya sangat menantang untuk mendapatkan gambaran yang jelas.
“Ini adalah ide terbaik yang kami miliki dan benar -benar yang pertama yang cocok dengan hampir semua data, jadi sekarang kita perlu menyempurnakannya lebih banyak,” kata Leja. “Tidak apa -apa untuk salah. Alam semesta jauh lebih aneh daripada yang bisa kita bayangkan dan yang bisa kita lakukan hanyalah mengikuti petunjuknya. Masih ada kejutan besar di luar sana untuk kita.”
Referensi: “Ruby yang luar biasa: penyerapan dalam hal teliti gas, radither raising, drive dari Balmer Breaks ekstrem atau menakut-nakuti 3.5” oleh Anna the Grave, Hans-Walter Rix, P.U, P.U, Ice Lank, P.U, Binge, Bingjie, Bingjie, Bingjie, Bingjie. Joel Leja, Jorryt Matthee, Harley Katz, Jenny E. Greene, Raphhael E. Hviding, Josephine Bagen, Rachel Bezanson, Leader, Peter of Dockum, Pieter of Dokkum, Pitea, Michalding, Michalding, Michalding, Michael V. Maesda, Michaely, Michael V. Maela Hurschman, Ian McConachie, Tim B. Miller, Erica Nelson, Pascal A. Usch, David J. Setton, Irene Shivaee, Andrea Weibel, Katherine E. Whitaker dan Christina C. Williams, 10 Spetember 2025, Astronomi & Astrofisika.
Doi: 10.1051/0004-6361/202554681
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
