Male crvene točke koje je teleskop James Webb otkrio u ranom svemiru mogle bi biti galaksije u kojima nastaju goleme crne rupe. Novi računalni model njihove neobične spektre objašnjava kombinacijom guste plinske okoline oko crne rupe i svjetlosti obližnjih zvijezda.
Riječ je o vrlo zbijenim, sjajnim objektima iz ranog svemira. Neki su postojali već u prvih milijardu godina nakon velikog praska. Astronome zbunjuje kako toliko svjetlosti može dolaziti iz tako malog prostora, ali i zašto mnoge od tih točaka ne pokazuju rendgensko zračenje koje bi očekivali od aktivne crne rupe.
Crna rupa ostaje okružena plinom
Daniel Whalen sa Sveučilišta u Portsmouthu i suradnici u radu objavljenom u časopisu The Astrophysical Journal Letters ispituju nastanak crnih rupa izravnim kolapsom. U njihovu scenariju brz dotok plina najprije stvara iznimno masivnu zvijezdu, mase oko stotinu tisuća Sunaca. Njezinim urušavanjem nastaje crna rupa, koja nastavlja rasti gutajući okolni plin.
Za razliku od nastanka crne rupe iz zvijezde mase nekoliko desetaka Sunaca, taj proces odmah daje mnogo masivniji početni objekt. Time se može objasniti kako su neke crne rupe u vrlo kratkom vremenu dosegnule milijune Sunčevih masa.
U modelu oko crne rupe ostaje golem, gust disk plina. On zadržava rendgensko zračenje, dok dio energije nakon međudjelovanja s plinom izlazi na drugim valnim duljinama. Crna rupa zato može intenzivno gutati materiju, a ipak ostati skrivena rendgenskim teleskopima.
Odakle dolaze crveni i plavi dio svjetlosti?
Spektri malih crvenih točaka imaju neobičan oblik nalik slovu V: izražen crveni dio i dodatni doprinos na kraćim, plavim valnim duljinama. Spektar razdvaja svjetlost prema valnoj duljini pa može otkriti sastav i uvjete u objektu koji na snimci izgleda tek kao točkica.
Tim je povezao proračune zračenja plina oko crne rupe s modelom zvjezdane populacije njezine galaksije. U tom objašnjenju crveni dio uglavnom potječe od sustava crne rupe i plinskog diska, a plavi od obližnjeg zbijenog skupa zvijezda. Sveučilište u Portsmouthu navodi da model reproducira svjetlosne potpise više različitih malih crvenih točaka.
Simulirani sustav sadrži crnu rupu mase približno deset milijuna Sunaca. Model uspješno opisuje i neke od vrlo udaljenih opaženih objekata, među kojima je CAPERS-LRD-z9. Podudaranje sa spektrima podupire takvo tumačenje, premda samo po sebi ne dokazuje da svaka mala crvena točka nastaje istim putem.
Kako provjeriti model
Razlika između same crne rupe i njezine plinske okoline ovdje je presudna. Teleskop ne vidi svjetlost koja izlazi iz crne rupe: ona nastaje u materiji izvan nje, dok se ta materija zagrijava i pada prema njoj. Promatrajući cijelu galaksiju, teleskop bilježi i doprinos zvijezda, koji modelu daje plavi dio spektra.
Model predviđa da bi mlađi sustavi, s manje razvijenom zvjezdanom populacijom, trebali imati slabiji plavi dio spektra. Potraga za takvim objektima, uz buduća radijska opažanja, omogućila bi novu provjeru predloženog načina nastanka crnih rupa.
