Little Red Dots (LRD’s) bevatten zware, actieve zwarte gaten waarvan de aanwezigheid zo vroeg in de kosmische tijd moeilijk te verklaren is. Inzicht krijgen in hoe deze objecten zijn ontstaan, is momenteel een van de belangrijkste vraagstukken in de extragalactische astronomie.
De door Caputi en collega’s gevonden bron is een klein zogenoemd starburst-sterrenstelsel dat zich in de eerste 10 miljoen jaar van zijn vorming bevindt. Het sterrenstelsel vormt in hoog tempo nieuwe sterren. Het is zo jong en heeft zo’n hoge dichtheid dat het JWST-spectrum alleen Balmer-emissielijnen laat zien – die worden geproduceerd door overgangen in waterstof – maar helemaal geen metaallijnen.
De astronomen concluderen dat het de voorloper is van een LRD, omdat dit kleine sterrenstelsel een actief zwart gat bevat dat nu al groot is. Dit wijst erop dat dit zwarte gat inderdaad mogelijk al vóór het omringende sterrenstelsel is ontstaan, zoals astronomen vermoeden bij LRD’s. De vorming van veel nieuwe sterren helpt het zwarte gat verder te groeien, doordat vers gas uit de zogenoemde halo van donkere materie – een regio om het sterrenstelsel heen met veel donkere materie – naar het centrum wordt geleid via de zwaartekracht.
Het object bevindt zich op roodverschuiving z=6, wat betekent dat het licht ervan slechts één miljard jaar na de oerknal werd uitgezonden (het heelal is nu 13,8 miljard jaar oud). Het werd gedetecteerd doordat het licht met een factor 16 is vergroot door het effect van een zwaartekrachtlens van een cluster van sterrenstelsels op de voorgrond.
Caputi en haar collega’s hebben met JWST veel kleine, verre sterrenstelsels bestudeerd. De meeste daarvan hebben spectra met meerdere emissielijnen. Het spectrum van deze bron trok hun aandacht vanwege de volledige afwezigheid van metaallijnen, wat uiterst zeldzaam is in sterrenstelsels die veel sterren vormen. Bij stervorming worden metalen doorgaans zeer snel geproduceerd.
Caputi beschouwt de ontdekking als ‘een fundamentele stap om de vorming van LRD’s te begrijpen’. Het team wil vervolgwaarnemingen te doen met de JWST en het ALMA-observatorium in Chili.