Među stotinama zagonetnih crvenih točaka koje je Webb otkrio u ranom svemiru jedna se posebno izdvaja. Chandra je iz nje zabilježila rendgenski signal, mogući trag supermasivne crne rupe koja se još skriva u gustom plinu.
Kada je svemirski teleskop James Webb počeo promatrati najudaljenije dijelove svemira, astronomi su naišli na skupinu objekata koju dotad nisu očekivali u takvom broju. Bili su sitni, izrazito crveni i toliko udaljeni da ih vidimo onakvima kakvi su bili prije više od 11 milijardi godina.
Zbog izgleda su dobili jednostavan naziv: “male crvene točke“, prema engleskom izrazu little red dots, odnosno LRD. Iza tog naziva, međutim, stoji ozbiljna astronomska zagonetka.
Astronomi još ne znaju što su ti objekti. Jedno od najzanimljivijih objašnjenja kaže da bi se iza njih mogle skrivati supermasivne crne rupe u vrlo ranoj fazi rasta. Takve crne rupe gutale bi velike količine plina, ali bi isti taj plin mogao zaklanjati dio zračenja po kojem ih astronomi inače prepoznaju.
Kod uobičajenih aktivnih galaktičkih jezgri materijal koji pada prema crnoj rupi snažno se zagrijava. Zbog toga takvi sustavi često sjaje u ultraljubičastom i rendgenskom području. Male crvene točke ne pokazuju se tako jasno. Ako su doista povezane s crnim rupama, nešto skriva njihove najvažnije znakove.
Sada je pronađen objekt koji se ne uklapa posve u taj obrazac.
Crvena točka s rendgenskim signalom
Nova studija, objavljena u časopisu The Astrophysical Journal Letters, opisuje objekt službenog naziva 3DHST-AEGIS-12014. Nalazi se oko 11,8 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje i ima gotovo sve što astronomi povezuju s malim crvenim točkama. Malen je, crven i pripada vrlo udaljenom svemiru.
Ali postoji ključna razlika. NASA-in rendgenski opservatorij Chandra zabilježio je da taj objekt emitira rendgensko zračenje.
To ga čini posebno važnim. Ne zato što je takvo zračenje samo po sebi neobično kod crnih rupa, nego zato što ga astronomi kod većine malih crvenih točaka uglavnom ne vide. Ovaj objekt mogao bi zato biti karika koja nedostaje između skrivenih crnih rupa i uobičajenijih aktivnih supermasivnih crnih rupa.
“Astronomi već nekoliko godina pokušavaju shvatiti što su male crvene točke”, rekao je Raphael Hviding s Instituta Maxa Plancka za astronomiju u Njemačkoj, glavni autor studije. “Ovaj jedan rendgenski objekt mogao bi biti ono što nam omogućuje da povežemo sve točke.”
Do tog zaključka tim nije došao samo iz Webbovih podataka. Istraživači su nove Webbove opservacije usporedili s dubokim pregledom neba koji je Chandra provela ranije. Rendgenski signal nije bio nov u arhivi, ali tek je Webb pokazao koliko je objekt poseban.
Drugim riječima, Chandra je u podacima već imala trag. Webb mu je dao kontekst.
Crna rupa koja probija vlastiti plinski zaklon
Ako su male crvene točke doista mlade, brzo rastuće supermasivne crne rupe, njihov izgled mogao bi se objasniti gustim plinom koji ih okružuje. Taj plin hrani crnu rupu, ali istodobno skriva dio zračenja koje nastaje blizu nje.
Prema tom scenariju, mala crvena točka nije obična zvijezda, nego mlada supermasivna crna rupa skrivena u gustoj plinskoj strukturi. Plin je istodobno hrani i zaklanja: materijal pada prema crnoj rupi, zagrijava se i oslobađa snažno zračenje, ali dio tog zračenja ne može lako pobjeći. Zato takvi objekti mogu izgledati drukčije od uobičajenih aktivnih galaktičkih jezgri, iako bi ih u središtu mogao pokretati isti proces, rast crne rupe.
Objekt 3DHST-AEGIS-12014 mogao bi prikazivati trenutak u kojem se ta skrivena faza počinje mijenjati.
Prema tumačenju autora, crna rupa postupno troši plin koji je okružuje. Kako se plin stanjuje i postaje nepravilan, u njemu se otvaraju dijelovi kroz koje rendgensko zračenje može izaći. Chandra bi tada vidjela samo dio onoga što se događa blizu crne rupe, ne potpuno otkrivenu jezgru, nego signal koji se probija kroz plin.
“Kad bi male crvene točke bile brzo rastuće supermasivne crne rupe, zašto ne emitiraju rendgensko zračenje kao druge takve crne rupe?” rekla je Anna de Graaff iz Centra za astrofiziku Harvard & Smithsonian u Cambridgeu u Massachusettsu. “Pronalazak male crvene točke koja se razlikuje od ostalih daje nam važan novi uvid u ono što bi ih moglo pokretati.”
Promjenjiv signal i otvoreno pitanje
Chandrini podaci nude još jedan trag. Rendgenski sjaj ovog objekta možda se mijenja.
To bi se dobro uklopilo u sliku djelomično zaklonjene crne rupe. Ako se plin oko nje kreće, gušći i rjeđi dijelovi mogu prolaziti ispred područja iz kojeg dolazi rendgensko zračenje. Kada je zaklon gušći, signal slabi. Kada je plin rjeđi, rendgensko zračenje lakše izlazi.
Takva promjenjivost poduprla bi ideju da astronomi gledaju objekt uhvaćen između dviju faza: još uvijek nalikuje maloj crvenoj točki, ali već počinje pokazivati znakove aktivne supermasivne crne rupe.
“Ako potvrdimo da je rendgenska točka mala crvena točka u prijelazu, ne samo da bi bila prva takve vrste, nego bismo možda prvi put gledali u srce male crvene točke”, rekao je Hanpu Liu sa Sveučilišta Princeton. “Imali bismo i najsnažniji dokaz dosad da je rast supermasivnih crnih rupa u središtu nekih, ako ne i svih malih crvenih točaka.”
Zaključak ipak još nije konačan. Istraživači navode i drugu mogućnost: objekt bi mogao biti uobičajenija aktivna supermasivna crna rupa, ali zaklonjena neobičnom vrstom prašine kakvu astronomi dosad nisu prepoznali. Za razlikovanje tih scenarija bit će potrebne nove opservacije.
“Rendgenska točka nalazila se u našim podacima iz Chandre više od deset godina, ali nismo imali pojma koliko je posebna dok Webb nije promatrao to područje”, rekao je Andy Goulding sa Sveučilišta Princeton. “To je snažan primjer suradnje dvaju velikih opservatorija.”
Ako se prijelazni scenarij potvrdi, 3DHST-AEGIS-12014 mogao bi postati prvi poznati primjer male crvene točke u trenutku kada njezina skrivena crna rupa počinje izlaziti iz plinskog zaklona. Time bi jedan neobičan rendgenski signal postao važan trag u razumijevanju kako su supermasivne crne rupe rasle u ranom svemiru.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Izvori i publikacija
Raphael E. Hviding et al, The X-Ray Dot: Exotic Dust or a Late-stage Little Red Dot?
Časopis / izvor: The Astrophysical Journal Letters
