Duboko u svemiru, u razdoblju kada je kozmos tek izlazio iz svog mračnog doba, svemirski teleskop James Webb zabilježio je niz neobičnih i zagonetnih signala. To su sićušne, ali izuzetno sjajne galaktičke jezgre crvenkaste boje, koje su astronomi prozvali male crvene točke. Novo istraživanje tima sa Središta za astrofiziku Sveučilišta Harvard i Smithsonian instituta sugerira da one nastaju unutar rijetkih, iznimno spororotirajućih halo struktura tamne tvari – gotovo nevidljivih gravitacijskih okvira na kojima se grade galaksije.
Neobični signali s kozmičke zore
Male crvene točke vidljive su uglavnom u razdoblju kada je svemir imao oko milijardu godina, no vjerojatno su se formirale i ranije, tijekom tzv. kozmičke zore – doba kada su prve zvijezde i galaksije osvijetlile prostor nakon mračnih doba. Iako su promjerom deset puta manje od prosječne galaksije, teleskopska promatranja pokazuju da zrače neuobičajeno snažno. Njihova izrazita crvena boja upućuje na obilje međuzvjezdane prašine ili na prisutnost starih zvjezdanih populacija.
Znanstvenici godinama raspravljaju o tome potječe li svjetlost iz tih objekata od zvijezda ili od supermasivnih crnih rupa u njihovim središtima. Ako je riječ o crnim rupama, njihova bi masa bila golema za tako male sustave; ako svjetlost proizvode samo zvijezde, tada bi središnja gustoća bila gotovo nezamisliva.
Autori studije Fabio Pacucci i Abraham (Avi) Loeb odlučili su problem sagledati iz drugog kuta, polazeći od uvjeta u kojima bi takvi objekti uopće mogli nastati.
Najsporiji haloi kao kolijevke kompaktnog rasta
Tamna tvar, nevidljiva komponenta svemira, tvori “gravitacijski okvir galaksija2 u obliku halo struktura. Prema novom modelu, male crvene točke formiraju se unutar halo struktura koje se nalaze u najnižem jednom postotku distribucije brzine vrtnje. Drugim riječima, 99 posto svih halo struktura rotira brže.
Mehanizam se može usporediti s vrtećim karuselom: što se brže okreće, mase se udaljavaju od središta zbog centrifugalne sile; spora rotacija zadržava materijal bliže jezgri, stvarajući iznimno kompaktne galaktičke sustave. Takvi uvjeti prirodno ograničavaju veličinu galaksije i koncentriraju masu u središtu.
Ovakvi haloi rijetki su – čine oko 1 posto ukupnog broja galaksija – no ipak su češći od kvazara, iznimno sjajnih središta koja pokreću supermasivne crne rupe. Model također objašnjava zašto se male crvene točke javljaju samo u ranom svemiru: kako kozmos stari, haloi rastu i dobivaju više kutnog momenta, što otežava nastanak spororotirajućih, kompaktnijih sustava.
Iako ovo istraživanje ne odgovara izravno na pitanje napajaju li ih zvijezde ili crne rupe, autori ističu da su takvi uvjeti idealni za ubrzan rast i jednog i drugog. Spora rotacija olakšava dotok materijala prema središtu, potičući stvaranje zvijezda ili povećanje mase crne rupe.
Neki od ovih objekata pokazuju široke emisijske linije u spektru, što može upućivati na aktivne crne rupe, no bez karakterističnog rendgenskog zračenja koje se inače bilježi kod takvih izvora. U tijeku su nova promatranja kako bi se pronašli slični objekti u bližem svemiru i razjasnilo u što se pretvaraju s vremenom.
“Naš rad je korak prema razumijevanju prirode ovih neobičnih objekata”, ističe Pacucci. “Male crvene točke mogle bi biti ključ za shvaćanje kako su prve crne rupe nastale i zajedno s galaksijama evoluirale u ranom svemiru.”
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.
