Znanstvenici su identificirali jednu od najudaljenijih crnih rupa dosad otkrivenih, smještenu u galaksiji staroj oko 13,3 milijarde godina. Riječ je o galaksiji CAPERS-LRD-z9, koja potječe iz razdoblja 500 milijuna godina nakon Velikog praska — vremena kada je svemir bio star tek 3 posto svoje današnje dobi.
“Ovo je praktički najdalje što možemo ići u potrazi za crnim rupama s današnjom tehnologijom,” rekao je Anthony Taylor, postdoktorand sa Sveučilišta u Teksasu i voditelj tima koji je otkriće objavio.
Ključna spektroskopska potvrda
Steven Finkelstein, suautor rada i ravnatelj instituta Cosmic Frontier Center pri Sveučilištu u Teksasu, dodao je da su astronomi prethodno identificirali još nekoliko mogućih kandidata, ali bez jasnog spektroskopskog potpisa karakterističnog za crne rupe.
Spektroskopija omogućuje razlaganje svjetlosti objekta na različite valne duljine radi analize njegovih svojstava. Kod crnih rupa traže se znakovi brzo kretajućeg plina koji ulazi u gravitacijsko polje, svjetlost plina koji se udaljava pomiče se prema crvenom dijelu spektra, dok se ona koja dolazi prema promatraču pomiče u plavi spektar.
“Nema mnogo drugih pojava koje stvaraju ovakav spektar,” rekao je Taylor. “A ova galaksija ga definitivno ima.”
Za ovo otkriće korišteni su podaci s Svemirskog teleskopa James Webb (JWST), točnije iz programa CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey). JWST, lansiran 2021., omogućuje najdalekosežnije promatranje svemira do danas, a CAPERS se fokusira na rubna područja ranog svemira.
“Glavni cilj CAPERS-a je identificirati i proučiti najudaljenije galaksije,” rekao je Mark Dickinson, voditelj CAPERS tima i suautor rada. “Spektroskopski podaci s JWST-a ključni su za potvrdu udaljenosti i fizičkih svojstava tih objekata.”
Neočekivana klasa objekata: Male Crvene Točke
U početku je galaksija CAPERS-LRD-z9 bila tek točkica na snimci, no kasnije se pokazalo da pripada klasi malih, izrazito crvenih i iznenađujuće svijetlih galaksija — takozvanih Malih Crvenih Točaka. Te galaksije postoje samo u prvih 1,5 milijardi godina svemira i značajno se razlikuju od onih koje je ranije bilježio svemirski teleskop Hubble.
“Otkrivanje Malih Crvenih Točaka bilo je veliko iznenađenje,” rekao je Finkelstein. “Sada pokušavamo shvatiti što su zapravo i kako su nastale.”
Galaksija CAPERS-LRD-z9 mogla bi igrati važnu ulogu u tom istraživanju.
Ova galaksija dodatno podupire tezu da neuobičajeni sjaj Malih Crvenih Točaka ne potječe od zvijezda, već od supermasivnih crnih rupa. U tako ranom svemiru jednostavno nije bilo dovoljno vremena za nastanak velikih skupova zvijezda, dok crne rupe — gutajući okolnu tvar — mogu stvarati intenzivno zračenje.
Potvrdom prisutnosti jedne takve crne rupe u CAPERS-LRD-z9, astronomi su dobili izravan primjer te povezanosti.
Objašnjenje crvene boje i masivnosti
Galaksija bi mogla pomoći i u objašnjenju izražene crvene boje kod ovih objekata. Jedna mogućnost je da svjetlost dolazi kroz gusti oblak plina oko crne rupe, što uzrokuje pomak prema crvenom dijelu spektra.
“Vidjeli smo takve oblake i u drugim galaksijama,” rekao je Taylor. “Usporedba spektra pokazala je gotovo savršeno podudaranje.”
Dodatno je zapanjujuća veličina crne rupe, procjenjuje se da ima masu do 300 milijuna puta veću od Sunca, što je gotovo polovica mase svih zvijezda u galaksiji. Takva proporcija je rijetkost čak i među supermasivnim crnim rupama.
Što je omogućilo ovako rani razvoj?
Pronaći tako masivnu crnu rupu u tako ranom razdoblju znači da su crne rupe tada rasle brže nego što su to modeli predviđali. U kasnijem svemiru one imaju više vremena i materijala za akreciju, ali ovdje je riječ o objektu starom samo nekoliko stotina milijuna godina.
“Ovo podržava teoriju da su rane crne rupe ili rasle mnogo brže nego što mislimo ili su nastale već vrlo masivne,” rekao je Finkelstein.
Tim sada planira prikupiti dodatna promatranja u višoj rezoluciji pomoću JWST-a kako bi detaljnije analizirao ovu galaksiju i bolje razumio ulogu crnih rupa u razvoju Malih Crvenih točaka.
“Ovo je idealan slučaj za daljnje proučavanje,” zaključio je Taylor. “Tek nedavno imamo mogućnost promatrati evoluciju crnih rupa u ranom svemiru, i uzbuđeni smo zbog svega što ćemo još otkriti.”
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
