Tajanstvene galaksije iz ranog svemira prkose svemu što znanost zna o svemiru

Tajanstvene galaksije iz ranog svemira, otkrivene pomoću Svemirskog teleskopa James Webb, predstavljaju ozbiljan izazov za sve što znanstvenici dosad znaju o razvoju svemira.

---

Kad je Svemirski teleskop James Webb (JWST) započeo promatranja, jedan od njegovih glavnih zadataka bio je istražiti prve galaksije u svemiru. Među brojnim iznenađenjima koja su proizašla iz tih ranih promatranja ističe se skupina neobičnih objekata nazvanih “Male crvene točke” (Little Red Dots, LRD) — kompaktne, sjajne galaksije koje su nastale otprilike 600 milijuna godina nakon Velikog praska. No, njihova svjetlost, masa i ponašanje ne uklapaju se u nijedan dosadašnji model galaktičke evolucije.

JWST je detektirao više od 300 ovih galaksija. Svaka od njih djeluje znatno masivnije nego što bi to bilo moguće s obzirom na starost svemira u trenutku njihova nastanka. Prvotni izračuni sugerirali su da one sadržavaju više zvijezda nego što su trebale uspjeti stvoriti u tako kratkom vremenu. Jedno moguće objašnjenje bilo je da svjetlost dolazi ne samo od zvijezda, već i od aktivnih galaktičkih jezgri (AGN), koje napajaju supermasivne crne rupe. Time bi njihova masa bila manja nego što se mislilo, a njihova svjetlina bi i dalje ostala objašnjiva.

Međutim, AGN emitiraju karakteristične rendgenske zrake, posebno iz regije akrecijskog diska koji okružuje crnu rupu. Novi podaci to demantiraju: unatoč detaljnoj analizi, LRD galaksije jednostavno ne emitiraju rendgensko zračenje.

Iznimna svjetlost bez rendgenskog traga dovodi u pitanje postojeće modele

U najnovijem istraživanju, autori Andrea Sacchi i Akos Bogdan sa Centra Harvard-Smithsonian za astrofiziku koristili su podatke iz teleskopa Chandra kako bi provjerili mogućnost da LRD galaksije sadrže supermasivne crne rupe koje akretiraju materijal brže nego što to dopušta Eddingtonova granica. Takvo super-Eddington akretiranje može, barem teorijski, proizvesti slabije rendgenske zrake, osobito ako se zračenje gubi u gustim diskovima ili ga zaklanjaju vjetrovi i prašina.

Tijekom istraživanja, znanstvenici su kombinirali podatke za 55 LRD galaksija u tzv. Chandra Deep Field South, skupivši gotovo 400 megasekundi promatranja.

Unatoč toj iznimnoj dubini podataka, rezultati su jasni: nijedna galaksija nije emitirala mjerljive količine rendgenskog zračenja.

“Unatoč rekordnoj dubini X-ray promatranja, ni u kombiniranim podacima nismo detektirali rendgenske zrake,” pišu autori. “Gornje granice koje smo postavili dovoljno su stroge da isključe postojeće modele super-Eddington akrecije.” Drugim riječima, ako se rendgenske zrake nisu pojavile nakon tolikog vremena promatranja, one vjerojatno ni ne postoje.

Ako rendgenske zrake izostaju, tada u središtima ovih galaksija vjerojatno i nema aktivnih crnih rupa. A ako nema crnih rupa koje napajaju svjetlost, tada svjetlost mora dolaziti — opet — isključivo od zvijezda. Time se vraćamo na početni problem: kako su tako rane galaksije mogle biti toliko sjajne i masivne?

Znanstvenici navode da je jedno moguće objašnjenje u tome da su prijašnje procjene sjaja LRD galaksija bile precijenjene. Ako je stvarna bolometrijska svjetlost manja nego što se mislilo, tada ni ne bi bilo potrebno ekstremno zaklanjanje rendgenskih zraka niti super-Eddington akrecija da bi se objasnilo njihovo ponašanje.

James Webb je još jednom pokazao svoju vrijednost time što je otkrio neočekivane fenomene u najranijim fazama svemira. No, umjesto da pruži odgovore, njegovi podaci otvaraju nova pitanja. Male crvene točke ostaju zagonetka moderne astronomije — i možda će tek buduće misije razjasniti njihovu pravu prirodu.