Det svarta hålet J0313-1806 är det mest avlägsna man hittills har upptäckt i universum. Det existerade i en tid då det knappt fanns några stjärnor. Foto: SVT

Ny teori: Stjärnor drivna av mörk materia bildade de första svarta hålen

Uppdaterad
Publicerad

Upptäckten av ett gigantiskt svart hål som existerade tidigt i universums barndom sätter nu press på astronomer att förklara hur så tunga objekt kunde bildas så fort.

– I vår grupp arbetar vi med en idé om att supermassiva svarta hål ska ha kunnat bildas redan 100 miljoner år efter big bang, säger Jonathan Tan.

Då, 100 miljoner år efter big bang, var allting annorlunda i universum jämfört med i dag. Gas och stoft hade börjat klumpa ihop sig och den mörka materian spelade en avgörande roll.

– Mörk materia är en ännu okänd beståndsdel i universum. Den har aldrig detekterats men väldigt många observationer tyder på att den finns där, säger Jonathan Tan.

Enligt beräkningar borde det finnas fem gånger mer mörk materia än vanlig materia i universum. Den syns inte men ger sig till känna genom sin tyngdkraft. Tidigt i universum bildades klumpar som dominerades av mörk materia, de växte till sig och blev allt tätare. En sådan klump kallas halo.

– Vi har en teori om att de allra första stjärnorna kan ha fötts i en sådan här halo av mörk materia, säger Jonathan Tan, professor i astrofysik vid Chalmers tekniska högskola.

Mörka stjärnor

De kallas för mörka stjärnor men var allt annat än mörka. De lyste starkt och fick sin energi av att partiklar av mörk materia krockade och förintade varandra. Då uppstod energi som fick stjärnorna att lysa.

– De hade en helt annan struktur än vanliga stjärnor, och de kunde bli väldigt tunga, upptill 100 000 gånger tyngre än vår sol, säger Jonathan Tan.

Första svarta hålet

Och precis som när stora vanliga stjärnor dör tror han att även en mörk stjärna slutade sina dagar i en supernova-explosion. Kvar blev en tät kärna, ett svart hål med en massa nära 100 000 solmassor. Det skulle kunna ha varit universums första supermassiva svarta hål och funnits på plats redan 100 miljoner efter big bang.

Om teorin stämmer skulle det kunna förklara hur den nyupptäckta kvasaren J0313-1806 kan ha vuxit till sig så fort och ha en massa på 1,6 miljarder solmassor redan 670 miljoner år efter big bang.

Nytt teleskop

Men hur ska den här teorin kunna bevisas?

 – Om det fanns supermassiva svarta hål 100 miljoner år efter big bang så kan man kanske se ljus från dem med det nya rymdbaserade James Webb teleskopet som planeras skjutas upp senare i år säger Jonathan Tan.

Återstår att bevisa är också att mörk materia består av den typen av partiklar som den här teorin bygger på. Vad den mörka materien består av är fortfarande en av de stora gåtorna inom fysiken.

Svarta hål

Visa

Ett svart hål är en himlakropp som har så starkt gravitationsfält att varken strålning eller materia kan lämna det. Det finns två typer av svarta hål.

Stellära svarta hål

Bildas när en stjärna som är mer än åtta gånger tyngre än vår sol dör. När bränslet tar slut i en sådan stjärna exploderar den i en så kallad supernova. Därefter imploderar den till en extremt tung och tät himlakropp – ett svart hål.

 Supermassiva svarta hål

Finns i mitten av alla stora galaxer. De kan ha en massa motsvarande 100 000 solar och uppåt. Det supermassiva svarta hål som finns i vår egen galax, Vintergatan, har en massa som motsvarar fyra miljoner solar.  

Lokal. Lättanvänd. Opartisk. Ladda ner appen nu!

Hämta SVT Nyheter i App StoreLadda ned SVT Nyheter på Google Play

Så arbetar vi

SVT:s nyheter ska stå för saklighet och opartiskhet. Det vi publicerar ska vara sant och relevant. Vid akuta nyhetslägen kan det vara svårt att få alla fakta bekräftade, då ska vi berätta vad vi vet – och inte vet. Läs mer