Jak w ogóle doszło do tej sytuacji? Na niewielkim fragmencie nieba w gwiazdozbiorze Pieca astronomowie wykryli jasną linię emisyjną, której nie udało się przypisać do żadnego znanego obiektu. Co szczególnie zaskakujące, sygnał pojawił się w dwóch seriach obserwacji oddzielonych niemal trzema miesiącami. Nie można więc łatwo uznać go za przypadkowy błąd pomiarowy. Jednocześnie wcześniejsze obserwacje tego samego obszaru nie ujawniły źródła, które mogłoby odpowiadać za wykryte promieniowanie.
Czytaj też: Kosmiczne skały przenoszą tysiące składników życia. Naukowcy właśnie je wykryli
Autorzy badań w tej sprawie piszą o swoich ustaleniach na łamach The Astrophysical Journal. Jak wyjaśniają, tajemniczy obiekt znajduje się w obszarze znanym jako Hubble Ultra Deep Field. To jeden z najszczegółowiej zbadanych fragmentów nieba, obserwowany przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a przez ponad 270 godzin. Na uzyskanych obrazach astronomowie zidentyfikowali niemal 10 tysięcy galaktyk, z których wiele znajduje się miliardy lat świetlnych od Ziemi.
Po rozpoczęciu pracy teleskopu Jamesa Webba naukowcy ponownie skierowali instrumenty na ten obszar, licząc na odkrycie obiektów zbyt słabych, by dostrzegł je Hubble. Zespół astrofizyka Masona Huberty’ego z University of Minnesota postanowił wykorzystać spektrograf bliskiej podczerwieni NIRSpec w nietypowy sposób. Zamiast kierować go wyłącznie na wcześniej zidentyfikowane obiekty, badacze otworzyli niemal wszystkie jego niewielkie przesłony, zamykając jedynie te, przez które docierałoby światło znanych obiektów pierwszego planu.
Następnie przeanalizowali widma promieniowania w poszukiwaniu charakterystycznych linii emisyjnych. Metoda pozwoliła zidentyfikować sześć sygnałów odpowiadających znanym odległym galaktykom. Siódmy przypadek okazał się jednak znacznie trudniejszy do wyjaśnienia. Sygnał pojawił się przy długości fali około 1,6 mikrometra, w zakresie bliskiej podczerwieni. Samo wykrycie takiego promieniowania nie jest niczym niezwykłym. Problem polega na tym, iż nie towarzyszyły mu inne linie emisyjne, które mogłyby pomóc ustalić naturę źródła.
Co więcej, sygnał był na tyle jasny, że powinien być widoczny podczas wcześniejszych obserwacji teleskopu Webba. Szczególnie istotne są dane z przeglądu JADES, przeprowadzonego w październiku 2022 roku. To rodzi przypuszczenie, jakoby źródło mogło pojawić się dopiero później albo gwałtownie zmienić swoją jasność. Łącznie naukowcy biorą pod uwagę cztery hipotezy. Pierwsza zakłada, że sygnał pochodzi z bardzo odległej galaktyki z wczesnego wszechświata. Wyjaśnienie to napotyka jednak trudności związane z oddziaływaniem promieniowania z neutralnym wodorem oraz brakiem sygnału w starszych obserwacjach.
Czytaj też: Fizycy zaobserwowali ślad materii z pierwszych chwil wszechświata. Przełomowe odkrycie w CERN
Druga możliwość to bliższa galaktyka. W takim przypadku astronomowie spodziewaliby się jednak wykrycia dodatkowych linii emisyjnych. Trzecim kandydatem jest supernowa, czyli potężna eksplozja kończąca życie niektórych gwiazd. Również ta hipoteza nie wyjaśnia jednak braku innych oczekiwanych sygnałów. Ostatnia możliwość zakłada, iż czarna dziura rozerwała gwiazdę, a uwolniona w tym procesie materia wyemitowała intensywne promieniowanie. Takie zdarzenia rzeczywiście mogą wytwarzać jasne sygnały, ale obecne dane nie wystarczają, by potwierdzić ten scenariusz.
Źródło: The Astrophysical Journal
