Nio hundra miljoner år efter Big Bang, i epoket av vårt universums tidigaste galaxer, fanns det redan ett svart hål 1 miljard gånger storleken på vår sol. Det svarta hålet sugade in enorma mängder joniserad gas och bildade en galaktisk motor - känd som en blazar - som sprängde en superhot stråle av ljust material ut i rymden. På jorden kan vi fortfarande upptäcka ljuset från den explosionen mer än 12 miljarder år senare.
Astronomer hade tidigare upptäckt bevis på urmässiga supermassiva svarta hål i något yngre "radiohöga aktiva galaktiska kärnor" eller RL AGN. RL AGN är galaxer med kärnor som ser extra ljusa ut för radioteleskop, vilket anses vara bevis på att de innehåller supermassiva svarta hål. Blazars är en unik typ av RL AGN som spottar ut två smala strålar av "relativistisk" materia (nära ljushastighet) i motsatta riktningar. Dessa strålar avger smala ljusstrålar på många olika våglängder och måste pekas rakt mot jorden för att vi ska kunna upptäcka dem över så stora avstånd. Denna nya upptäckt av blazar flyttar datumet för det äldsta bekräftade supermassiva svarta hålet till de första miljarder åren av universums historia och antyder att det fanns andra, liknande svarta hål i den eran som vi inte har upptäckt.
"Tack vare vår upptäckt kan vi säga att det under de första miljarder levnadsåren i universum fanns ett stort antal mycket massiva svarta hål som gav ut kraftfulla relativistiska jetflyg," Silvia Belladitta, doktorand vid italienska National Institute för Astrophysics (INAF) i Milan och medförfattare till ett nytt papper om blazaren, sade i ett uttalande.
Upptäckten av Belladitta och hennes medförfattare bekräftar att blazars fanns under en epok av vårt universums historia känd som "reionisering" - en period efter en lång, efter Big Bang mörk ålder när de första stjärnorna och galaxerna började bildas.
Och att upptäcka en blazar tyder starkt på att det fanns många andra, skrev författarna. Om bara en blazar existerade i denna tidiga fas av universum, skulle det vara ett utomordentligt lyckligt avbrott för att ha pekat sin smala, synliga stråle på jorden. Det är mycket mer troligt att det fanns många sådana blazarer som pekade i alla möjliga riktningar, och att en av dem råkade kasta sitt ljus på vår väg.
Dessa blazarer, författarna skrev, var frön från de supermassiva svarta hålen som dominerar kärnorna i stora galaxer över hela vårt universum idag - inklusive Skytten A *, det relativt tyst supermassiva svarta hålet i mitten av vår Vintergatan.
"Att observera en blazar är oerhört viktigt. För alla upptäckta källor av denna typ vet vi att det måste vara 100 liknande, men de flesta är orienterade på olika sätt och är därför för svaga för att kunna ses direkt," sade Belladitta.
Denna information hjälper astrofysiker att rekonstruera historien om hur och när dessa svarta hål bildades.
