Samo 570 milijuna godina nakon Velikog praska jedna je mlada galaksija već skrivala nevjerojatno masivnu crnu rupu koja je ubrzano rasla. Najnovija analiza opažanja svemirskog teleskopa James Webb pokazala je da objekt CANUCS-LRD-z8.6 pripada skupini izrazito udaljenih, malih i crvenih galaksija koje već godinama zbunjuju astronome. Otkriće povezuje najranije crne rupe s današnjim sjajnim kvazarima i dovodi u pitanje ideju da su crne rupe i galaksije u prvim epohama rasle istim tempom.
U prve tri godine rada Webb je iznova nailazio na takozvane Little Red Dots (male crvene točke), malene i iznimno crvene galaksije kakve nitko nije očekivao u tolikom broju. CANUCS-LRD-z8.6 postao je jedan od ključnih primjera te skupine jer je Webbov instrument NIRSpec omogućio promatranje njezina slabog infracrvenog sjaja i identifikaciju spektroskopskih obilježja koja otkrivaju aktivnu akrecijsku crnu rupu.
Roberta Tripodi, glavna autorica studije i istraživačica sa Sveučilišta u Ljubljani (FMF) i talijanskog instituta INAF, istaknula je koliko je nalaz iznenađujući. Podsjetila je da promatraju galaksiju staru manje od 600 milijuna godina, a u njezinu središtu nalazi se supermasivna crna rupa koja raste mnogo brže nego što današnji modeli dopuštaju. Prema njezinim riječima, takav razvoj otvara pitanje kako su uopće nastale prve crne rupe i koliko su se brzo mogle razviti.
Spektar pokazuje izrazito energične procese
Spektroskopska analiza razotkrila je plin snažno ioniziran energičnim zračenjem te znakove brzog kretanja oko kompaktne mase u središtu galaksije. To su klasični pokazatelji supermasivne crne rupe koja privlači okolni materijal. Webbovi podaci omogućili su i procjenu mase objekta, a rezultat je bio neočekivano visok za tako rano razdoblje kozmološke povijesti.
Sama galaksija ostaje vrlo kompaktna i tek počinje proizvoditi teže elemente, što potvrđuje da je riječ o iznimno mladoj strukturi. Kombinacija velike mase crne rupe i malene mase zvijezda čini CANUCS-LRD-z8.6 jednim od najintrigantnijih objekata otkrivenih u ranom svemiru.
Dr. Nicholas Martis sa Sveučilišta u Ljubljani naglasio je da su Webbovi podaci bili presudni za identifikaciju akrecijskog procesa. Prethodna tehnologija, kaže, jednostavno nije imala dovoljno osjetljivosti za otkrivanje tako slabih spektralnih obilježja. Posebno ističe da je crna rupa premasivna u odnosu na ukupnu masu zvijezda u galaksiji, što upućuje na to da su crne rupe u najranijem svemiru mogle rasti mnogo brže od svojih domaćih galaksija.
Prve crne rupe možda su rasle ubrzanim tempom
U današnjem svemiru masa crne rupe i masa njezine matične galaksije obično se razvijaju u skladu. CANUCS-LRD-z8.6 potpuno izlazi iz tog obrasca. To je najmasivnija poznata galaksija u tako ranoj epohi, a ipak je njezina središnja crna rupa još masivnija od onoga što bi se očekivalo iz tog odnosa.
Prof. Maruša Bradač, voditeljica istraživačke skupine na FMF-u, napominje da ovakvi nalazi stvaraju novu sliku ranog svemira. Brzina kojom se crna rupa razvija, kaže, upućuje na to da su prvi objekti ovog tipa možda nastali mehanizmima koje današnji modeli još ne obuhvaćaju. U nastavku istraživanja očekuju se daljnje potvrde slično ekstremnih slučajeva.
Tim priprema nova opažanja pomoću mreže ALMA i dodatnih Webbovih mjerenja kako bi proučili hladni plin i prašinu u galaksiji te dodatno precizirali svojstva crne rupe. Nadolazeća analiza trebala bi pomoći u razjašnjavanju zajedničkog rasta galaksija i crnih rupa tijekom prvog milijarditog razdoblja povijesti svemira.
Kako JWST prodire sve dublje u najranije epohe, astronomi očekuju nova iznenađenja i sve jasniju sliku nastanka prvih supermasivnih crnih rupa koje su kasnije postale sjajni kvasari.
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.
