Μια νέα συναρπαστική ανακάλυψη από το James Webb Space Telescope (JWST) ίσως ανοίγει το δρόμο για την κατανόηση των πρώτων στιγμών του Σύμπαντος. Ερευνητές εντόπισαν ένα ανεπαίσθητο κόκκινο φως, το οποίο ενδέχεται να αποτελεί την πρώτη άμεση απόδειξη ύπαρξης μιας πρωταρχικής μαύρης τρύπας, σχηματισμένης λίγο μετά το Big Bang.
Η μελέτη, με επικεφαλής τον αστροφυσικό Ignas Juodžbalis από το University of Cambridge, επικεντρώθηκε σε ένα από τα λεγόμενα «Little Red Dots» (LRDs) που έχει ανιχνεύσει το JWST στην Εποχή του Επανιονισμού, περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του Σύμπαντος. Το αντικείμενο αυτό, με την ονομασία QSO1, φαίνεται να φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 50 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο.
Αν η εκτίμηση αυτή επιβεβαιωθεί, πρόκειται για εύρημα τεράστιας σημασίας. Θα μπορούσε να υποδεικνύει ότι κάποιες μαύρες τρύπες γεννήθηκαν σχεδόν ταυτόχρονα με το Σύμπαν, αποτελώντας έτσι «πρωταρχικούς σπόρους» γύρω από τους οποίους χτίστηκαν αργότερα οι πρώτοι γαλαξίες.
Τα LRDs παραμένουν ένα μυστήριο. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, πρόκειται για μικρές κουκκίδες υπέρυθρου φωτός, τόσο έντονα ερυθρομετατοπισμένες ώστε εντοπίζονται μόνο χάρη στην ευαισθησία του JWST. Η προέλευσή τους δεν είναι σαφής: μπορεί να πρόκειται για πρώιμες μαύρες τρύπες ή για σμήνη άστρων. Το πρόβλημα είναι ότι, αν όντως πρόκειται για μαύρες τρύπες, θα αναμενόταν η παρουσία ακτίνων Χ γύρω τους, κάτι που μέχρι στιγμής δεν παρατηρείται.
Η περίπτωση του QSO1 ξεχωρίζει. Βρίσκεται σε ένα σπάνιο κοσμικό σκηνικό γνωστό ως βαρυτικός φακός: το φως του περνά πίσω από ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών, το οποίο λυγίζει τον χωροχρόνο και λειτουργεί σαν φακός που μεγεθύνει την εικόνα. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να μελετήσουν το QSO1 με πρωτοφανή λεπτομέρεια.
Αναλύοντας το φως που έφτασε στη Γη, οι ερευνητές κατάφεραν να υπολογίσουν την καμπύλη περιστροφής του αντικειμένου, μια μέτρηση που δείχνει τη μάζα τόσο του γαλαξία όσο και της κεντρικής μαύρης τρύπας. Τα αποτελέσματα δεν συμφωνούν με την εκδοχή ότι πρόκειται απλώς για σμήνος άστρων. Αντίθετα, όλα δείχνουν πως πρόκειται για μια μαύρη τρύπα περίπου 50 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών.
Το πιο παράδοξο στοιχείο είναι ότι ο γαλαξίας που τη φιλοξενεί είναι ασυνήθιστα μικρός για το μέγεθος μιας τέτοιας μαύρης τρύπας. Αυτό σημαίνει πως η μαύρη τρύπα έχει αποκαλυφθεί σχεδόν γυμνή, χωρίς την «πανοπλία» ενός κανονικά ανεπτυγμένου γαλαξία γύρω της. Ένα τέτοιο εύρημα ενισχύει την υπόθεση ότι οι μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν πρώτες και πως οι γαλαξίες οικοδομήθηκαν αργότερα γύρω από αυτές.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, δύο σενάρια μπορούν να εξηγήσουν ένα τόσο ακραίο σύστημα. Το πρώτο μιλά για «μαύρες τρύπες άμεσης κατάρρευσης», που δημιουργούνται από την άμεση κατάρρευση τεράστιων, αμόλυντων νεφών αερίων. Το δεύτερο αφορά τις «αρχέγονες μαύρες τρύπες», οι οποίες γεννήθηκαν στα πρώτα δευτερόλεπτα μετά το Big Bang.
Και τα δύο σενάρια, ωστόσο, έχουν τα προβλήματά τους. Οι μαύρες τρύπες άμεσης κατάρρευσης θα έπρεπε να εκπέμπουν υπεριώδη ακτινοβολία, κάτι που δεν παρατηρείται στο QSO1. Από την άλλη, οι ρχέγονες μαύρες τρύπες» θεωρητικά είναι μικρότερες από ό,τι υποδεικνύει η μάζα του QSO1. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι η μαύρη τρύπα μεγάλωσε με ασυνήθιστα γρήγορους ρυθμούς, μέσω συσσώρευσης ύλης και συγκρούσεων.
Η μελέτη δεν έχει ακόμη περάσει από επιστημονική αξιολόγηση (peer review), και οι ίδιοι οι ερευνητές παραδέχονται ότι πρόκειται για μια εξαιρετικά τολμηρή υπόθεση. Ωστόσο, ακόμη κι αν τελικά το QSO1 δεν αποδειχθεί πρωταρχική μαύρη τρύπα, το γεγονός ότι ανήκει στην κατηγορία των LRDs σημαίνει πως θα μας προσφέρει πολύτιμα στοιχεία για το πώς γεννήθηκε το Σύμπαν.
[via]
