Rekordowy obiekt sprzed 13 miliardów lat
Wyniki opublikowane w The Astrophysical Journal Letters ujawniają istnienie czarnej dziury oznaczonej jako CAPERS-LRD-z9. Ten obiekt uformował się zaledwie 500 milionów lat po narodzinach wszechświata, co oznacza, że patrzymy wstecz o ponad 13 miliardów lat. Masa tego kosmicznego giganta sięga około 38 milionów mas Słońca. Jest to dziesięciokrotnie więcej niż centralna czarna dziura Drogi Mlecznej. Jak zauważa główny autor badania, Anthony Taylor, poszukiwania czarnych dziur mają to do siebie, że astronomowie starają się spojrzeć maksymalnie daleko w przeszłość. Najbardziej zaskakuje jednak proporcja: naukowcy oceniają, że sama czarna dziura odpowiada za blisko 5% masy wszystkich gwiazd w jej macierzystej galaktyce. Dla porównania, we współczesnych galaktykach ten stosunek rzadko przekracza 0,1%. Ta dysproporcja każe zadać jedno pytanie. Mianowicie: jak tak masywny obiekt powstał w tak krótkim czasie po narodzinach kosmosu?
CAPERS-LRD-z9 należy do intrygującej kategorii obiektów nazwanych przez badaczy Małymi Czerwonymi Kropkami. Nazwa nie jest przypadkowa. Bierze się z faktu, iż na obrazach z teleskopu Webba wyglądają jak niewielkie, intensywnie czerwone plamki, wyraźnie różniące się od galaktyk obserwowanych wcześniej przez Hubble’a. Jeden z członków zespołu badawczego, Steven Finkelstein, podkreśla, że odkrycie Małych Czerwonych Kropek było dużym zaskoczeniem w czasie analiz wczesnych danych z JWST. Dlaczego? Bo nie wyglądały w ogóle jak galaktyki widziane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Czerwona barwa prawdopodobnie pochodzi od gęstych obłoków gazu otaczających centrum. Niezwykła jasność tych galaktyk stanowi zagadkę, a obecne modele nie przewidują tak intensywnego formowania się gwiazd w tak wczesnym okresie.
Szybki gaz zdradza tajemnicę, a astronomowie wiedzą o czekających wyzwaniach
Klucz do potwierdzenia istnienia czarnej dziury dała spektroskopia. Naukowcy zidentyfikowali charakterystyczne przesunięcia w widmie światła, świadczące o obecności gazu poruszającego się z zawrotną prędkością 2000-3000 km/s. Tak ekstremalne wartości są niepodważalnym dowodem na istnienie czarnej dziury. Żaden inny obiekt nie jest w stanie rozpędzić materii do takich prędkości. Rozmiary CAPERS-LRD-z9 podważają dotychczasowe modele formowania się czarnych dziur. Istnieją dwie możliwe interpretacje: albo wczesne czarne dziury rosły znacznie szybciej niż sądzono, albo już na starcie były dużo masywniejsze niż zakładają obecne symulacje. To odkrycie stawia przed kosmologami więcej pytań niż odpowiedzi.
Czytaj też: We wszechświecie doszło do potężnej kolizji. Zderzyły się ze sobą czarne dziury
Badacze podkreślają, że to dopiero wierzchołek góry lodowej. Obserwacje prowadzone z udziałem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba obejmują jedynie niewielki wycinek nieba, więc jeśli udało się znaleźć jeden taki obiekt, logiczne jest przypuszczenie, że istnieje ich znacznie więcej.
Badamy tylko bardzo małe obszary nieba za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Więc, jeśli znajdziemy jeden obiekt, musi ich być znacznie więcej — Steven Finkelstein
Każda kolejna Mała Czerwona Kropka odkryta przez Webba może przynieść nowe wskazówki o procesach kształtujących młody wszechświat. Choć naukowcy zachowują ostrożność w interpretacjach, już teraz wiadomo, że nasze rozumienie kosmicznej ewolucji czeka niejedna korekta. Być może czas zrewidować założenia o tempie, w jakim rodziły się pierwsze kosmiczne potwory.