Otkako je Svemirski teleskop James Webb (JWST) počeo slati prve snimke, neobične crvene točkice koje se pojavljuju među zvijezdama i galaksijama zbunjivale su istraživače diljem svijeta. Skupina znanstvenika sa Sveučilišta u Kopenhagenu sada tvrdi da je pronašla objašnjenje: iza “malih crvenih točaka” kriju se mlade crne rupe obavijene gustom strukturom ioniziranog plina, u kojoj se odvijaju ekstremno energični procesi.
Od prosinca 2021., kada je JWST zabilježio “prvo svjetlo” s približno 1,5 milijuna kilometara od Zemlje, na dijelu njegovih snimki pojavljuje se zagonetan uzorak: sitne, izrazito crvene točke bez jasnog tumačenja. Takve “male crvene točke” vide se u razdoblju kada je svemir bio star “samo” nekoliko stotina milijuna godina, a oko milijardu godina kasnije, prema opažanjima, više ih nema. Pitanje je bilo što su ti objekti i zašto se pojavljuju upravo u toj ranoj epohi.
Zašto objašnjenje s masivnim galaksijama nije držalo vodu
Jedno tumačenje tvrdilo je da su “male crvene točke” masivne galaksije, dovoljno sjajne i snažne da ih Svemirski teleskop James Webb može detektirati i 13 milijardi godina poslije. No taj se scenarij nije dobro uklapao u očekivanu dinamiku nastanka i razvoja galaksija nakon Velikog praska: takve bi se galaksije, prema tom argumentu, trebale pojaviti kasnije nego što ih JWST prikazuje.
Nakon dvije godine kontinuirane analize snimki na kojima se pojavljuju “male crvene točke”, istraživači iz Centra “Cosmic Dawn” pri Institutu Nielsa Bohra navode da su objašnjenje pronašli u najmoćnijem fenomenu koji poznajemo: crnim rupama. U njihovoj interpretaciji, “male crvene točke” postaju izravan trag o tome kako su nastajale prve crne rupe u svemiru.
“Male crvene točke su mlade crne rupe, stotinu puta manje masivne nego što se ranije vjerovalo, skrivene u gustom omotaču ioniziranog plina koji troše kako bi narasle. Taj proces stvara golemu toplinu, a zračenje probija kroz taj plin. Upravo to zračenje, koje prolazi kroz omotač, daje malim crvenim točkama njihovu jedinstvenu crvenu boju”, izjavio je profesor Darach Watson, jedan od glavnih autora studije.
“One su mnogo manje masivne nego što se ranije vjerovalo, pa ne moramo prizivati posve nove vrste događaja kako bismo ih objasnili”, dodao je Watson.
Zašto nastaje crveni signal
Danas već poznajemo stotine “malih crvenih točaka”, a autori rada navode da je riječ o mladim crnim rupama. U apsolutnim razmjerima to su i dalje divovski objekti: mase im dosežu do 10 milijuna masa Sunca, a promjeri su oko 10 milijuna kilometara. No u odnosu na ranije pretpostavke, tvrde autori, te su crne rupe znatno manje masivne nego što se mislilo.
Crna rupa raste privlačeći plin i prašinu iz svoje okoline. Ključ je u tome što većina tog materijala ne nestane odmah “u rupi”. Dok plin pada prema takozvanom horizontu događaja, ubrzava se i zgušnjava u strukturi nalik disku, pritom se zagrijava na ekstremne temperature i počinje snažno zračiti. To zračenje može biti toliko intenzivno da dio materijala, umjesto da završi u crnoj rupi, bude potisnut natrag u međuzvjezdani prostor.
“Kada plin pada prema crnoj rupi, spiralno se spušta u vrstu diska ili lijevka prema površini crne rupe. Na kraju se kreće toliko brzo i biva stisnut toliko gusto da nastaju temperature od milijuna stupnjeva i sve snažno zasja. Ali crna rupa proguta samo vrlo mali dio plina. Većina se izbacuje prema van kroz polove dok se crna rupa okreće. Zato crne rupe zovemo ‘neurednim izjelicama’”, objasnio je Watson.
U širem kontekstu autori podsjećaju da se u središtu Mliječne staze nalazi supermasivna crna rupa mase oko četiri milijuna masa Sunca, te da su supermasivne crne rupe prisutne i u središtima drugih galaksija. Ipak, nastanak i rani rast tih objekata i dalje su među otvorenim pitanjima astrofizike. Upravo tu, ističu, “male crvene točke” postaju važne: nude pogled na fazu u kojoj crne rupe brzo rastu u mladom svemiru, te djelomično pomažu objasniti kako je moguće da su već oko 700 milijuna godina nakon Velikog praska postojale supermasivne crne rupe mase do milijardu masa Sunca.
“Uočili smo mlade crne rupe u trenutku njihova naleta rasta, u stadiju koji do sada nismo vidjeli. Gust omotač plina oko njih daje im gorivo koje im treba da rastu vrlo brzo”, rekao je Watson.
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.
