U središtu gotovo svake galaksije leži supermasivna crna rupa. Milijuni, a katkad i milijarde solarnih masa, zarobljeni su unutar njihovog horizonta događaja, granice izvan koje prostor i vrijeme gube svoj uobičajeni smisao. Te su crne rupe pokretači svijetlih kvazara, igraju ključnu ulogu u formiranju zvijezda i utječu na evolucijski put galaksija. Zbog svoje ogromne veličine i rasprostranjenosti, supermasivne crne rupe vjerojatno su se formirale u ranoj fazi kozmičke povijesti. Međutim, precizan trenutak njihovog nastanka još uvijek je predmet znanstvenih istraživanja, a nedavno je objavljena studija na serveru arXiv usmjerena upravo na to pitanje.
Istraživački tim posvetio se proučavanju udaljenih kvazara. Budući da sjajnost crne rupe djelomično ovisi o njenoj veličini, ona se može koristiti kao metoda za procjenu mase ranih supermasivnih crnih rupa. Dok su kvazari relativno uobičajena pojava u ranim fazama svemira, tim je posebno bio zainteresiran za proučavanje najudaljenijih kvazara, koji su nam često vidljivi samo kao slabi svjetlosni izvori. U tu svrhu koristili su podatke iz nekoliko nebeskih istraživanja provedenih pomoću James Webb Space Telescope-a (JWST), uključujući COSMOS-Web, JADES, UNCOVER, CEERS i PRIMER.
Kada je svemir bio mlađi od milijarde godina
Analizirajući podatke iz ovih istraživanja, identificirali su 350 kompaktnih galaksija s crvenim pomakom većim od z = 6. Svjetlost ovih galaksija krenula je na svoje dugo putovanje prema Zemlji u doba kada je svemir bio mlađi od milijarde godina, što ih čini nekim od najranijih galaksija koje poznajemo. Među njima, 64 galaksija pokazalo je znakove prisutnosti kvazara, ukazujući na aktivne supermasivne crne rupe. Tim je potom uspoređivao njihovu sjajnost i crveni pomak kako bi odredili dob i masu ovih crnih rupa. Iako uzorak od 64 objekta nije izuzetno velik, bio je dovoljan za primjenu Monte Carlo simulacija radi analize evolucije ovih crnih rupa.
Rezultati su pokazali da su ove rane supermasivne crne rupe, u statističkom smislu, bile značajno veće u odnosu na mase svojih galaksija. Njihova masa dosezala je do 10 milijuna solarnih masa, u usporedbi s masom galaksije od nekoliko milijardi sunaca. Ovaj omjer je viši od uobičajenog u lokalnom svemiru, što upućuje na to da se crne rupe formiraju u ranim fazama kada je njihova galaksija još uvijek mala, a ne kasnije, kada je galaksija veća i razvijenija. Ovaj nalaz podupire teoriju izravnog kolapsa supermasivnih crnih rupa, nasuprot ideji da one rastu kroz spajanje manjih crnih rupa.
Promatračka pristranost
Autori studije, međutim, napominju da postoji određena promatračka pristranost u njihovim podacima. Zbog ograničenja u načinima promatranja, vjerojatnije je da ćemo uočiti sjajnije, a time i masivnije, rane crne rupe. Stoga, iako ova studija ukazuje na to da su se neke ranih supermasivnih crnih rupa formirale izravnim kolapsom, to ne znači da je to bio slučaj sa svim takvim objektima.
Ipak, u planu su daljnja opsežna nebeska istraživanja, a s povećanjem dostupnih podataka moći ćemo provesti detaljnije proučavanje ranih supermasivnih crnih rupa. Trenutačno poznajemo desetke takvih objekata, ali kako se taj broj povećava na stotine, trebali bismo biti u mogućnosti bolje razumjeti različite mehanizme nastanka galaktičkih crnih rupa.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
