Sangat dekat dengan permulaan, saintis berfikir, terdapat lubang hitam.
Lubang-lubang hitam ini, yang astronom tidak pernah dikesan secara langsung, tidak terbentuk dengan cara biasa: keruntuhan letupan bintang yang besar, mati menjadi graviti sendiri dengan baik. Masalahnya dalam lubang hitam ini, para penyelidik percaya, tidak dihancurkan menjadi singulariti oleh gasp terakhir sebuah bintang lama.
Malah, pada masa itu, dalam tahun pertama 1 juta tahun pertama alam semesta, tidak ada bintang lama. Sebaliknya, terdapat awan besar bahan, mengisi ruang, membenamkan galaksi terawal. Sesetengah perkara itu, para penyelidik percaya, berkumpul lebih rapat, walaupun, runtuh ke dalam graviti sendiri sama seperti bintang-bintang lama kemudian dilakukan sebagai alam semesta berusia. Mereka runtuh, penyelidik percaya, lubang hitam supermasif yang tidak mempunyai kehidupan sebelumnya sebagai bintang. Ahli astronomi memanggil singulariti ini "langsung keruntuhan lubang hitam" (DCBHs).
Masalahnya dengan teori ini, bagaimanapun, adalah bahawa tiada siapa yang pernah menemukannya.
Tetapi itu boleh berubah. Sebuah makalah baru dari Institut Teknologi Georgia yang diterbitkan pada 10 September di jurnal Astronomifropos Alam bahawa James Webb Space Telescope (JWST), yang NASA berhasrat untuk melancarkan pada satu ketika dalam beberapa tahun akan datang, harus cukup sensitif untuk mengesan galaksi mengandungi lubang hitam dari zaman kuno sejarah alam semesta ini. Dan kajian baru mencadangkan satu set tandatangan yang boleh digunakan untuk mengenal pasti galaksi DCBH-hosting.
Dan teleskop ultrapowerful mungkin tidak perlu mencari langit untuk masa yang lama untuk mencari satu.
"Kami meramalkan bahawa Teleskop Angkasa James Webb yang akan datang mungkin dapat mengesan dan membezakan galaksi muda yang menganjurkan lubang hitam yang runtuh langsung ... dengan sedikit masa pendedahan sebanyak 20,000 saat," kata penyelidik. (Kemudian, mereka menyatakan bahawa terdapat beberapa unsur "kasar" kepada anggaran masa itu.)
Untuk membuat ramalan mereka, para penyelidik menggunakan model komputer untuk mensimulasikan pembentukan sebuah DCBH di alam semesta awal. Mereka mendapati bahawa apabila bentuk DCBH, ia menyebabkan banyak bintang-bintang yang besar, pendek, dan bebas logam untuk membentuknya. Jadi cahaya yang datang dari galaksi tuan rumahnya akan mengandungi tanda tangan bintang yang rendah kandungan logam.
Mereka juga mendapati bahawa muncul DCBH yang mengeluarkan frekuensi elektromagnetik yang tertentu, yang boleh dikenali oleh JWST - walaupun sinaran itu telah berjalan sejauh ini, dari galaksi yang bergerak pantas ke arah yang bertentangan, bahawa ia akan redshifted ke dalam sinaran inframerah oleh masa ia sampai ke sistem suria kita. (Cahaya redshifted, atau beralih ke arah panjang gelombang yang lebih panjang, sebagai objek di alam semesta bergerak lebih jauh dari satu sama lain.)
Dan yang menjadi sebab utama penyelidik masih boleh membuat spekulasi (dalam terma yang sangat maju) mengenai apa yang harus dilihat oleh DCBH kepada JWST, dan tunggu untuk JWST sebenarnya tiba di angkasa: Untuk mempelajari alam semesta awal, saintis telah untuk melihat sangat jauh, pada cahaya yang sangat lama yang telah lama berlalu. Cahaya itu sangat pingsan, dan tanpa instrumen yang sensitif seperti JWST, manusia kini tidak mempunyai cara untuk mengesannya.
Sebaik sahaja JWST dilancarkan, namun, ia harus dapat mengesan sebuah DCBH dalam susunan yang relatif pendek, para penyelidik menulis. Itu kerana terdapat banyak lubang hitam yang penyelidik sudah dapat mengesan dari alam semesta yang lebih lambat yang mereka mengesyaki mungkin DCBHs. Tetapi lubang-lubang hitam itu lebih dekat ke Bumi, jadi isyarat bahawa manusia kini dapat mengesan dari mereka diciptakan kemudian dalam jangka hayat mereka, apabila bukti bagaimana mereka terbentuk telah hilang.
Terdapat beberapa soalan terbuka mengenai DCBH yang boleh dijawab oleh JWST, kata para penyelidik dalam satu kenyataan - seperti sama ada bentuk DCBH dan kemudian menyebabkan galaksi membentuk di sekelilingnya, atau sama ada DCBH terbentuk selepas perkara di sekeliling mereka sudah berkumpul bersama-sama dengan bintang.
"Ini adalah salah satu misteri terakhir alam semesta yang terakhir," kata Kirk Barrow, penulis pertama kertas itu dan lulusan kedoktoran doktoral baru-baru ini dari Georgia Tech's School of Physics, dalam kenyataan itu. "Kami berharap kajian ini memberikan langkah yang baik ke arah memikirkan bagaimana lubang-lubang hitam supermasif ini terbentuk ketika kelahiran galaksi."
