Astronomer har föreslagit att ett ovanligt stort svart hål i en galax från för 13 miljarder år sedan kan vara en primordial rest från universums gryning. Upptäckt av James Webb Space Telescope väger svarta hålet 50 miljoner gånger solens massa men saknar omgivande stjärnor, vilket utmanar traditionella bildningsteorier. Detaljerade simuleringar indikerar att det kan ha uppstått från täthetsfluktuationer efter big bang.
I augusti upptäckte forskare ledda av Boyuan Liu vid University of Cambridge galaxen Abell 2744-QSO1 med James Webb Space Telescope (JWST). Denna avlägsna galax, som är 13 miljarder år gammal, hyser ett svart hål som är cirka 50 miljoner gånger solens massa, men den verkar nästan helt sakna stjärnor.
Liu noterade anomalin: «Detta är ett pussel, eftersom den traditionella teorin säger att stjärnor bildas först, eller tillsammans med svarta hål.» Vanligtvis bildas svarta hål från kollapsen av massiva stjärnor som förbrukat sitt bränsle.
För att förklara detta undersökte Lius team konceptet med primordiala svarta hål, som först teoretiserades av Stephen Hawking och Bernard Carr 1974. Dessa hypotetiska objekt skulle ha bildats direkt från fluktuationer i universums densitet kort efter big bang, utan att involvera stjärnor.
Initiala enkla simuleringar antydde denna möjlighet, men teamet genomförde mer avancerade modeller som tar hänsyn till gasdynamik, stjärnbildning och interaktioner runt ett initialt litet primordialt svart hål. Under universums första hundratals miljoner år förutsåg dessa simuleringar en tillväxt som matchar det observerade massan hos det svarta hålet i QSO1, samt förekomsten av tyngre element.
Liu beskrev resultaten: «Det är inte avgörande, men det är en intressant och viktig möjlighet.» Roberto Maiolino, också vid University of Cambridge och del av upptäcktslaget, tillade: «Faktum att de lyckas matcha egenskaperna hos QSO1, både vad gäller svart hållets massa, stjärnmassan och den kemiska berikningen, är mycket intressant och uppmuntrande.»
Utmaningar kvarstår. Standard-simuleringar producerar primordiala svarta hål upp till cirka 1 miljon solmassor, långt mindre än QSO1:s. Clustering kan dock möjliggöra snabba sammanslagningar för att uppnå större storlek. Dessutom kan bildning kräva en närliggande högenergi-händelse som en supernova, men ingen är uppenbar nära QSO1.
Arbetet, detaljerat i arXiv DOI: 10.48550/arXiv.2512.14066, belyser hur JWST-observationer driver teorier om svarta hål i det tidiga universum.