Little Red Dot QSO1

[P_E_T_E_R]

Die wahre Natur dieser vom JWST entdeckten mysteriösen 'Little Red Dots', die unlängst Schlagzeilen machten, scheint sich zu entschleiern und dabei könnte ein besonders prominentes Exemplar so etwas wie jener Rosetta Stone für die Entzifferung der ägyptischen Hieroglyphen sein:

Abell 2744-QSO1

oder kurz QSO1 ist ein solcher 'Red Dot', welcher entlang unserer Blickrichtung in sehr großer Entfernung (z = 7) hinter dem galaktischen Haufen Abell 2744, dem sog. Pandorra Cluster, steht. Der galaktische Haufen wirkt dabei als Gravitationslinse und ermöglicht so quasi einen Zoom-Einblick auf die entfernte Quelle. Die spektroskopische Untersuchung ergab eine extrem niedrige 'Metallizität', also im wesentlichen nur Wasserstoff und Helium. Und besonders interessant, ein Rotationsprofil, welches nur durch ein supermassives Schwarzes Loch (SL) von ca. 50 Millionen Sonnenmassen im Zentrum mit sehr wenig Galaxis drum herum erklärt werden kann. Man könnte von einem "nackten SL" sprechen.

A direct black-hole mass measurement in a little red dot at high redshift

A black hole in a near pristine galaxy 700 Myr after the big bang

Was natürlich die Frage aufwirft, woraus sich dieses supermassive SL gebildet haben soll.

Webb reveals black hole that formed before its galaxy

Which comes first, the galaxy or the black hole? We don't know, but scientists have long thought it could be the galaxy: Large stars within an existing galaxy consume their fuel and collapse to form black holes, which can gobble up surrounding material and merge over time to form more massive entities.​

​

But it's hard to figure out how black holes millions to billions of times the mass of the sun, thousands of which have now been detected in the early universe, could have grown so quickly.​

​

Now, researchers using NASA's James Webb Space Telescope have detected clear evidence that some supermassive black holes were enormous from the beginning, forming without a stellar collapse phase, and without a significantly more massive host galaxy to feed them.​

Die konventionelle Sichtweise sieht die Entstehung einer Galaxis lange vor der Ausbildung eines supermassiven SL in ihrem Zentrum. Das scheint jedenfalls bei QSO1 überhaupt nicht zu passen.

Gruß, Peter

 

[heinrichl]

Hallo Peter!

Die konventionelle Sichtweise sieht die Entstehung einer Galaxis lange vor der Ausbildung eines supermassiven SL in ihrem Zentrum. Das scheint jedenfalls bei QSO1 überhaupt nicht zu passen.

Meine Gedanken dazu:
Es wird auch Zeit, dass der alte Bart, dass eine große Galaxie die Voraussetzung für die Entstehung eines SMBH wäre, endlich abgeschnitten wird! M.E. ist es genau umgekehrt: Ein SMBH ist die Voraussetzung für die Entstehung einer klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxie!

Und zwar aufgrund der drei zentralen Galaxie-Rätsel:
- Jede klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxie hat eine differentielle Rotation der inneren und der äußeren Sterne der Galaxie.
- Jede klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxie erzeugt einen Eigenschub ungefähr polar zur ihrer Rotationsebene (self propulsion).
- Jede klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxie hat einen hochgewölbten inneren Bulk.

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich dunkle Materie in Millionen von klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxien zufällig aus dem Drehimpuls immer gleich in deren äußerem Halo genau so anhäufelt, sodass die obigen 3 Galaxierätsel-Eigenschaften zutreffen, ist kleiner als 1: 1 Mrd!

Ich kenne auch kein einziges Computermodel, dass alle drei Galaxierätsel-Eigenschaften mit dunkler Materie im Halo allein simulieren könnte.

Meines Ermessens müsste eine nach den Wahrscheinlichkeiten vernünftige Arbeitshypothese also lauten:
Das zentrale SMBH einer Galaxie ist die wahrscheinlichste Ursache für die rätselhaften drei charakteristischen Galaxie-Effekte. Ohne zentrales SMBH keine klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxien mit den Effekten!

Bitte korrigier mich, wo ich falsch liege.
Gruß

 

[Martin_D]

Ein SMBH ist die Voraussetzung für die Entstehung einer klassischen scheibenartigen (Spiral)-Galaxie!

Ist M33 für dich keine klassische scheibenartige Spiralgalaxie ?

 

[P_E_T_E_R]

Triangulum Galaxy

• Unlike the Milky Way and Andromeda galaxies, the Triangulum Galaxy does not appear to have a supermassive black hole at its center. This may be because the mass of a galaxy's central supermassive black hole correlates with the size of the galaxy's central bulge, and unlike the Milky Way and Andromeda, the Triangulum Galaxy is a pure disk galaxy with no bulge.

 

[Martin_D]

Die Dreiecksgalaxie als Spiralgalaxie ohne supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum auf der einen Seite, und das weitgehend isolierte supermassereiche schwarze Loch QSO1 deuten für mich darauf hin, dass Galaxien und die supermassiven schwarzen Löcher bzw. deren Vorläufer erst einmal unabhängig voneinander entstanden sind und dann in vielen, aber nicht allen Galaxien, ein solches schwereres schwarzes Loch eingedrungen ist, um dort im Laufe der Zeit weiter zu wachsen.

 

[heinrichl]

Hallo!

Ist M33 für dich keine klassische scheibenartige Spiralgalaxie ?

Ja, das ist wirklich eine sehr interessante Frage. M33 hat die typische differentielle Rotation einer Galaxie.

Aber sie hat keinen aufgewölbten Bulge im Zentrum. Sie ist auch insgesamt sehr flach.

Aber wenn man klassische scheibenartige (Spiral-)Galaxien der Länge nach "aufschneidet", ist meistens nicht nur ihr Bulge aufgewölbt, sondern die Höhe eines Sterns aus der Rotationsebene lässt sich i.d.R. als sinusartige Funktion des Abstands vom Zentrum modellieren. Auch das fehlt bei M33 meines Wissens.

M33 steht sehr nah an der deutlich größeren Galaxie M31. Insofern wäre es möglich, dass M31 das zentrale SMBH von M33 abgesaugt hat, aber sich die alten Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne noch erhalten haben.

Auf jeden Fall ist M33 ein sehr interessantes Forschungsobjekt für den Zusammenhang zwischen massiven schwarzen Löchern und Galaxien!
Gruß

 

[heinrichl]

oder kurz QSO1 ist ein solcher 'Red Dot', welcher entlang unserer Blickrichtung in sehr großer Entfernung (z = 7) hinter dem galaktischen Haufen Abell 2744, dem sog. Pandorra Cluster, steht.
(...)
ein supermassives Schwarzes Loch (SL) von ca. 50 Millionen Sonnenmassen im Zentrum mit sehr wenig Galaxis drum herum erklärt werden kann. Man könnte von einem "nackten SL" sprechen.
(...)
Was natürlich die Frage aufwirft, woraus sich dieses supermassive SL gebildet haben soll.

Eigentlich ist meine erste Frage nicht, wie es sich gebildet hat, sondern wie es so stark leuchten kann.

Es hat ja anscheinend keine nennenswerte (leuchtende) Galaxie drum herum. Und es ewig weit weg. Mit einer (gravitativen) Linse kann war zwar etwas vergrößern, aber gleichzeitig sinkt die Helligkeit in Quadrat der Durchmesservergrößerung nochmal.

Nach der Hawking Formel ist die Oberfläche eines großen super-massiven Lochs kalt. Es strahlt keine nennenswerte Energie ab.

Wie kann das Ding dennoch so stark leuchten, dass das James Web Teleskop es sehen kann?

 

[P_E_T_E_R]

Wie kann das Ding dennoch so stark leuchten, dass das James Web Teleskop es sehen kann?

Das Schwarze Loch selbst bleibt natürlich unsichtbar, aber die auf dieses zuströmende Materie, die sog. Akkretionsscheibe leuchtet.

 

[heinrichl]

Das Schwarze Loch selbst bleibt natürlich unsichtbar, aber die auf dieses zuströmende Materie, die sog. Akkretionsscheibe leuchtet.

Das wäre dann eine rein thermische Gas-und-Staub Kompressionslampe ohne jegliche atomare Reaktionen über ein Distanz von mehr als 10 Milliarden Lichtjahre!! Denn auf diesen ungefähre Distanz-Äquivalenwert komme für einem Redshift von z=7.

(Den gravitativen Redshift vernachlässigt, weil die Akkretionsscheibe noch einen erheblichen Abstand zum Ereignishorizont hat.)

 

[P_E_T_E_R]

Das wäre dann eine rein thermische Gas-und-Staub Kompressionslampe ohne jegliche atomare Reaktionen ...

Mach dich mal schlau über Quasars, wobei noch nicht ganz klar ist, ob QSO1 so funktioniert. Aber das vermittelt eine Vorstellung von den möglichen Effekten ...

 

[P_E_T_E_R]

Das wäre dann eine rein thermische Gas-und-Staub Kompressionslampe ohne jegliche atomare Reaktionen ...

Der folgende Artikel vermittelt vielleicht eine Vorstellung von den physikalischen Vorgängen, die in solchen Akkretionsscheiben im Umfeld von SMBHs möglich sind:

A New Member of the Fast and Furious Family: A Relativistic and Time-variable UV Outflow in a Luminous Quasar

• We report the fastest quasar outflow first detected in the ultraviolet ... at outflow velocities −77,000 km/s to at least −90,000 km/s, in the radio-quiet quasar SDSS J231854.31+243954.2 (J2318).

Record ultraviolet quasar wind reaches 30% light speed near supermassive black hole

A team led by York University researchers has discovered the fastest wind near a supermassive black hole ever found at ultraviolet wavelengths, driven by the disk of matter (quasar) surrounding the black hole.​

​

"This quasar has a black hole of 1.7 billion times the mass of the sun. That's typical. What's not typical is that it has gas moving towards us at 30% of the speed of light," says York Professor Patrick Hall of the Faculty of Science.​

​

"This quasar, known as J2318, can be found in the Great Square in the constellation of Pegasus," says Seaton. "In terms of its speed, this quasar's wind could be called a category 79 hurricane," says Seaton. "Every category of hurricane is about 20% faster than the category below it. Calling it category 79 gives an idea of just how fast it is, but of course, this wind is unlike anything on Earth."​

​

Gruß, Peter

 

[Mischa]

Mit einer (gravitativen) Linse kann war zwar etwas vergrößern, aber gleichzeitig sinkt die Helligkeit in Quadrat der Durchmesservergrößerung nochmal.

Es ist richtig, dass lensing die "gesehene Fläche" eines Objekts um einen Faktor m vergrößert (kann auch verkleinern). Die Anzahl der Photonen pro Flächeneinheit bleibt aber erhalten (Liouville Theorem). In anderen Worten, die Flächenhelligkeit bleibt beim lensing konstant. Eine Vergrößerung der Fläche um einen Faktor m erhöht daher auch den Gesamtfluss um diesen Faktor. Wenn es sich also um eine nicht-aufgelöste Punktquelle handelt, kann diese durch lensing erheblich heller werden.

 

[Klaus06N]

Mit einer (gravitativen) Linse kann war zwar etwas vergrößern

Der Stern MACS J1149 Lensed Star 1, auch genannt Icarus nach seinem Entdecker, wurde durch einen Gravitationslinseneffekt eines Clusters mehr als 2000 fach vergrößert. Das Licht wurde auch verstärkt. In Abhängigkeit von sog. Kaustiken (Brennlinien) sind erhebliche Vergrößerungen möglich.

 

[P_E_T_E_R]

Der Stern MACS J1149 Lensed Star 1 ...

siehe Wikipedia

 

[heinrichl]

Es ist richtig, dass lensing die "gesehene Fläche" eines Objekts um einen Faktor m vergrößert (kann auch verkleinern). Die Anzahl der Photonen pro Flächeneinheit bleibt aber erhalten (Liouville Theorem). In anderen Worten, die Flächenhelligkeit bleibt beim lensing konstant. Eine Vergrößerung der Fläche um einen Faktor m erhöht daher auch den Gesamtfluss um diesen Faktor. Wenn es sich also um eine nicht-aufgelöste Punktquelle handelt, kann diese durch lensing erheblich heller werden.

Interessant. Dann kann eine gravitative Linse etwas, was eine Teleskoplinse nicht kann. Bei einer einer Teleskoplinse mit gegebener Öffnung ist die absolute Anzahl der empfangenen Photonen konstant. Wenn man das Bild durch eine Barlowilnse vergrössert, vergrössert sich die Fläche, dadurch sinkt die Helligkeit (Photonen pro Fläche.)

Der Distanzäquivalenzwert für z=7 beträgt ungefähr 100 Mrd Lichtjahre (nicht 10 Mrd LJ). Es gibt aber leicht unterschiedliche Näherungen dazu.
Gruß

 

[Mischa]

Interessant. Dann kann eine gravitative Linse etwas, was eine Teleskoplinse nicht kann. Bei einer einer Teleskoplinse mit gegebener Öffnung ist die absolute Anzahl der empfangenen Photonen konstant. Wenn man das Bild durch eine Barlowilnse vergrössert, vergrössert sich die Fläche, dadurch sinkt die Helligkeit (Photonen pro Fläche.)

Der Distanzäquivalenzwert für z=7 beträgt ungefähr 100 Mrd Lichtjahre (nicht 10 Mrd LJ). Es gibt aber leicht unterschiedliche Näherungen dazu.
Gruß

Dein Vergleich hinkt. Bei einem Teleskop mit fester Apertur:

• Die Apertur legt fest, wieviele Photonen insgesamt gesammelt werden
• Eine Barlowlinse verteilt diese Photonenzahl auf eine größere Bildfläche auf dem Detektor.
• Die Anzahl der Photonen pro Pixel (also die Flächenhelligkeit) sinkt

Eine Gravitationslinse vergrößert aber nicht nur das Bild, sondern sie lenkt zusätzliche Strahlen zum Beobachter, die ohne die Gravitationslinse gar nicht bei ihm angekommen wären (das ist bei einer normalen Linse übrigens auch so). Ich hoffe, das reicht als anschauliche Erklärung. Ansonsten mein Verweis auf das Liouville Theorem und den Phasenraum eines Lichtbündels.

 

[heinrichl]

Eine Gravitationslinse vergrößert aber nicht nur das Bild, sondern sie lenkt zusätzliche Strahlen zum Beobachter, die ohne die Gravitationslinse gar nicht bei ihm angekommen wären (das ist bei einer normalen Linse übrigens auch so). Ich hoffe, das reicht als anschauliche Erklärung.

Leider nicht. Ich hatte meine Argumentation auch noch nicht gut auf den Punkt gebracht.

Die Lichtverstärkung einer klassischen konvexen (Teleskop) Linse kommt ja dadurch zu Stande, dass das sich das Okular bzw. der Kamerasensor in der Nähe des Brennpunkts der Linse befindet. Der Stern strahlt gleichmäßig kugelförmig ab. Wenn sich das Okular in der Nähe des Brennpunkts der Linse befindet, dann lenkt die konvexe Linse die auf der gesamten Öffnung der Linse eingehenden Photonen genau zum Okular um, die ohne die Linse größtenteils am Okular vorbei gehen würden. (Helligkeitsverstärkung)

Bei einer gravitativen Linse befindet sich unser Sonnensystem aber nicht im Fokus dieser Linse. Deshalb sammelt die gravitative Linse - für unseren Standort - auch nicht das Licht des Stern auf dem gravitativen Radius mit einer großen Helligkeitsverstärkung zusammen. (Das wäre ein schöner kosmischer Weihnachtsbaum.)

Vielmehr sehen wir den Stern hinter der gravitativen Linse in der Regel an zwei Stellen, z.B. einmal links am Gravitation erzeugenden Cluster vorbei und einmal rechts am Cluster vorbei. Bezogen auf einen Stern wirkt die gravitative Linse also eher wie zwei Linsensegmente - äquivalent zwei beidseitig zweidimensionale konvexe Ablenkprismen -, die genau an den zwei Stellen stehen, wo wir den Stern durch die gravitative Linse sehen.

Je nachdem wie die Brennweite der gravitativen Linse und die Abstände sind, kann
- entweder das Bild des Sterns verkleinert und die Helligkeit (pro Fläche) verstârkt werden
- oder das Bild des Sterns vergrößert werden und die Helligkeit (pro Fläche) reduziert werden
- (oder beides 1:1),

aber meines Ermessens nicht vergrößert und gleichzeitig heller werden. (Weil wir uns eben nicht im Fokus dieser Linse befinden.)

Bei Little Red Dot QSO1 ist die Konstellation nach den oben genannten Quellen so, dass wir ihn vergrößert sehen. Deshalb schloss ich einen Helligkeitsgewinn aus.

Falls ich da irgendwo einen Denkfehler drin habe ...
Gruß

 

[P_E_T_E_R]

Schau doch mal hier rein:

Gravitational lensing formalism

 

[Mischa]

Bei einem System, das wir als "Gravitationslinse" bezeichnen, vor allem als eine "starke", bei dem Mehrfachbilder und / oder stark verzerrte Bilder der Quelle entstehen, befinden wir uns als Beobachter genügend nahe am Brennpunkt. Sonst würden wir diese Effekte nicht als solche sehen.

 

[Klaus06N]

aber meines Ermessens nicht vergrößert und gleichzeitig heller werden. (Weil wir uns eben nicht im Fokus dieser Linse befinden.)

Eine optische Linse dürfte nicht direkt mit einer Gravitationslinse vergleichbar sein. Letztere erzeugt kein reeles Bild im Sinne der geometrischen Optik. Die Abbildung ist formverändert durch Verzerrungen und Scherungen. Die Vergrößerung entsteht durch Fokussierung. Durch Fokussierung wird Licht gesammelt und Objekte, die sonst unsichtbar wären, werden durch gesammeltes Licht und Vergrößerung sichtbar für uns. Dazu müssen wir uns in der Nähe des Brennpunktes eines Bereiches der Gravitationslinse befinden.

 

[heinrichl]

Ich habe versucht den Helligkeitsgewinn von gravitativen Linsen zu recherchieren. Dazu habe ich sehr wenig bis nichts gefunden.

Der Stern MACS J1149 Lensed Star 1, auch genannt Icarus nach seinem Entdecker, wurde durch einen Gravitationslinseneffekt eines Clusters mehr als 2000 fach vergrößert. Das Licht wurde auch verstärkt. In Abhängigkeit von sog. Kaustiken (Brennlinien) sind erhebliche Vergrößerungen möglich.

siehe Wikipedia

In Peters Wikipedia Artikel steht drin, die Helligkeit des Stern MACS J1149 Lensed Star 1 konnte mit der gravitativen Linsen vervierfacht werden.

Nehmen wir vereinfachend an, der Helligkeitspegel der gravitativen Linse um Abell 2744 betrage auch x4.


Zum Vergleich. Der Lichtstärkegewinn eines 8" f/4 Newtons gegenüber dem menschlichen Auge beträgt in etwa

(203/7)^2 / (4/ 6,5)^2 = 2220

[Das menschliche Auge hat bei Nacht eine Öffnung von 7 mm, seine Äquivalenzbrennweite beträgt 40 bis 50 mm, es ist also ungefähr ein f/6,5 Objektiv.]


Das JWST Teleskop ist ein 6,5 m f/20 Teleskop. Der Lichtstärkegewinn des JWST gegenüber dem Auge rechnet sich also in etwa

(6500/7)^2 / (20/ 6,5)^2 = 91074


Der Little Red Dot QS01 hat z=7, das bedeutet das Licht ist ungefähr 100 Mrd Jahre unterwegs gewesen. (Kann das jemand verifizieren?)

Das JWST ist rund 45 Mal lichtstärker als ein 8" f/4 Newton, dazu nochmal x4 für die gravimetrische Linse, macht eine Gesamtlichtverstärkung von x180 gegenüber einen 8" f/4 Newton (ohne gravitative Linse).


Ich kann das nicht ausrechnen, weil ich kein kein Physiker bin. Aber wenn das SMBH Little Red Dot QSO1 ungefähr 50 Millionen Sonnenmassen hat (siehe oben), dann dürfte dessen Akkretionsscheibe nach meinem Zahlengefühl ohne jegliche atomare Prozesse als reine Gas-und-Staub-Kompressionslampe gar nicht so stark leuchten, dass das JWST das noch deutlich sichtbar empfangen kann.

Und das JWST hat - wenn ich es Recht verstehe - ja mehr als hundert solche Little Red Dots fotografiert (davon auch viele ohne gravitative Linse).

Strahlen solche speziellen Red-Dot Löcher dann vielleicht doch eine neue Strahlung ab, die wir noch nicht kennen? (Über die verschwindend geringe Hawking Strahlung hinaus.)
Gruß

 

[markusbodensee]

Hallo Heinrich,

auch ich stamme aus einem völlig anderen Gebiet als der Astrophysik... Aber eine Rotlichtverschiebung z = 7 deutet eher auf eine Lichtreisezeit von 12.950.000.000 Jahren hin...

Viele Grüsse

Markus

 

[Mischa]

Eine optische Linse dürfte nicht direkt mit einer Gravitationslinse vergleichbar sein. Letztere erzeugt kein reeles Bild im Sinne der geometrischen Optik. Die Abbildung ist formverändert durch Verzerrungen und Scherungen. Die Vergrößerung entsteht durch Fokussierung. Durch Fokussierung wird Licht gesammelt und Objekte, die sonst unsichtbar wären, werden durch gesammeltes Licht und Vergrößerung sichtbar für uns. Dazu müssen wir uns in der Nähe des Brennpunktes eines Bereiches der Gravitationslinse befinden.

Die Mathematik ist im wesentlichen die gleiche. Nur, dass die Gravitationslinse im allgemeinen ziemlich buckelig ist, mit wenigen Ausnahmen.

 

[Mischa]

Hallo Heinrich,

auch ich stamme aus einem völlig anderen Gebiet als der Astrophysik... Aber eine Rotlichtverschiebung z = 7 deutet eher auf eine Lichtreisezeit von 12.950.000.000 Jahren hin...

Viele Grüsse

Markus

Kommt gut hin, je nachdem welche kosmologischen Parameter man nimmt. ich hab ca 13.1 Mrd Jahre.

 

[Mischa]

Ich habe versucht den Helligkeitsgewinn von gravitativen Linsen zu recherchieren. Dazu habe ich sehr wenig bis nichts gefunden.

In Peters Wikipedia Artikel steht drin, die Helligkeit des Stern MACS J1149 Lensed Star 1 konnte mit der gravitativen Linsen vervierfacht werden.

Da hast du nicht genau gelesen:

While astronomers had been collecting images of this supernova from 2004 onward, they recently discovered a point source that had appeared in their 2013 images, and become much brighter by 2016. They determined that the point source was a solitary star being magnified more than 2,000 times by gravitational lensing. The light from LS1 was magnified not only by the huge total mass of the galaxy cluster MACS J1149.5+2223 —located 5 billion light-years away—but also transiently by another compact object of about three solar masses within the galaxy cluster itself that passed through the line of sight, an effect known as gravitational microlensing. The galaxy cluster magnification is probably a factor of 600, while the microlensing event, which peaked in May 2016, brightened the image by an additional factor of ~4. There was a second peak near the brightness curve maximum, which may indicate the star was binary.

 

[Stathis]

Das JWST Teleskop ist ein 6,5 m f/20 Teleskop. Der Lichtstärkegewinn des JWST gegenüber dem Auge rechnet sich also in etwa

(6500/7)^2 / (20/ 6,5)^2 = 91074

Abgesehen vom oben bereits gesagtem ist diese Rechnung in mehrerer Hinsicht falsch. Für die Signalversverstärkung (Sichwort Signal to Noise Ratio) spielt das Öffnungsverhältnis keine Rolle. Dafür gehen neben der Öffnung andere Parameter ein (Sensoreffektivität, Belichtungszeit, Himmelsqualität...)

 

[P_E_T_E_R]

Ein weiterer "Little Red Dot" mit einer Masse von 5 Millionen Sonnenmassen und einem Redshift von z = 3.5, der ebenfalls durch eine Gravitationslinse verstärkt wird, was eine detaillierte Spektralanalyse erlaubt:

The Deepest GLIMPSE of a Dense Gas Cocoon Enshrouding a Little Red Dot

• We present GLIMPSE-17775, a luminous (L_bol ∼ 10^45 erg/s) LRD at z = 3.501 behind Abell S1063 (μ ∼ 2), observed with deep JWST/NIRCam and a ∼20 hr (80 hr delensed) NIRSpec G395M spectrum. The data reveal over 40 emission and absorption features, including a rich forest of low-ionization Fe II lines and numerous broad hydrogen recombination transitions.

'Black hole stars'—Webb finds strongest evidence yet

A team of astronomers led by Vasily Kokorev at the University of Texas at Austin identified the lucky dot in question: GLIMPSE-17775. By carefully analyzing the dot's spectrum captured by Webb - the deepest spectrum to date of a little red dot - the research team has identified multiple lines of evidence, all of which support the interpretation that GLIMPSE-17775 is a supermassive black hole enveloped in a dense cocoon of partially ionized gas, a model referred to as the BH* (black hole star) scenario.​

​

While Webb provided a 30-hour spectrum of the little red dot, the effect of gravitational lensing made it equivalent to 80 hours of telescope time. This combination of Webb's infrared sensitivity and nature's own "magnifying glass" amplified the amount of detail that could be gleaned from GLIMPSE-17775. The result was more than 40 spectral lines from this small, red source, which is the most detailed little red dot spectrum to date.​

​

The spectroscopic data collected by Webb contain multiple lines of evidence that support the interpretation that little red dot GLIMPSE-17775 is a black hole star: a rapidly accreting, or growing, black hole enveloped in a dense gas cocoon, which is reprocessing the light emitted from near the black hole and producing the features seen in the spectrum.​

​

Gruß, Peter

 

[heinrichl]

Vielen Dank für Eure zahlreichen Rückmeldungen!

eine Rotlichtverschiebung z = 7 deutet eher auf eine Lichtreisezeit von 12.950.000.000 Jahren hin...

Diesen Wert hatte mir die KI zunächst auch gesagt. (Siehe oben "mehr als 10 Mrd LJ"")
Aber der Online Redshift Konverter Convert Red Shift (z) to Light Year , Astronomical sagt 96,4 Mrd LJ.

They determined that the point source was a solitary star being magnified more than 2,000 times by gravitational lensing.

Nach meinem Englisch lese ich daraus Vergrößerung 2000 fach. (Für Helligkeitsverstärkung würde ich den Begriff "brightness gain" oder ähnlich erwarten.)

Für die Signalversverstärkung (Sichwort Signal to Noise Ratio) spielt das Öffnungsverhältnis keine Rolle. Dafür gehen neben der Öffnung andere Parameter ein (Sensoreffektivität, Belichtungszeit, Himmelsqualität...)

Ich hatte die klassische Formel verwendet, die die fotografische Lichtstärke zweier Objektive mit unterschiedlicher Öffnung D und unterschiedlichem Öffnungsverhältnis f miteinander vergleicht.

Wenn man den Sensor ohne Qualitätseinbuße sehr lange belichten kann (oder Bilder durch Stacking addieren kann), ist - genau wie Du sagst - nur die Öffnung des Teleskops und seine optische Qualität für die Signal to Noise Ratio relevant. (Das was das Teleskop dazu beiträgt.)

Aber dann muss man die knappe Resource (Weltraum)Teleskop auch länger für ein Foto belegen ...
Gruß

 

[markusbodensee]

Hallo Heinrich,

Aber der Online Redshift Konverter Convert Red Shift (z) to Light Year , Astronomical sagt 96,4 Mrd LJ.

Die Resultate Deines Rechners erscheinen ein wenig abenteuerlich... Hingegen existieren noch weitere Möglichkeiten, beispielsweise hier (Quelle: UCLA). Dort kannst Du beispielsweise auch z = 1000 eingeben... Jene Resultate decken sich mit dem gegenwärtigen kosmologischen Standardmodell. Soweit meine modeste Meinung, vom Gegenteil lasse ich mich durch fundierte Argumentation gerne überzeugen.

Viele Grüsse

Markus


Nachtrag: Für ein Abweichen vom Eingangsthema möchte ich mich entschuldigen

 

[hhh]

Hier darf man die Einheiten nicht verwechseln
Die Lichtlaufzeit betrug ca. 13 Milliaden Jahre (nicht Lichtjahre)
Die heutige Entfernung beträgt ca. 29 Milliarden Lichtjahre. Liegt an der Expansion des Universums. "Früher" war das Objekt deutlich näher.

Die genauen Werte hängen von der Auswahl des kosmologischen Modells ab