Jameso Webbo teleskopas atrado seniausią juodąją skylę Visatoje

Jameso Webbo kosminis teleskopas, kurio kameros leidžia pažvelgti į mūsų Visatos pradžią, supermasyvią juodąją skylę aptiko mažytės galaktikos GN-z11 centre. Ir šis erdvėlaikio plyšys nėra vienintelis – tai viena iš nesuskaičiuojamos daugybės juodųjų skylių, iki siaubingų mastų išsiplėtusių per kosminę aušrą – maždaug 100 mln. metų po Didžiojo sprogimo.

Neaišku, kaip kosminiai sūkuriai taip greitai išsiplėtė po Visatos pradžios. Tačiau ieškant atsakymo būtų galima paaiškinti, kaip šiandieninės supermasyvios juodosios skylės, kurios yra ištisų galaktikų, įskaitant mūsų Paukščių Taką, inkarai, išaugo iki tokių stulbinančių dydžių. Mokslininkai anksčiau šiemet savo išvadas paskelbė išankstinių publikacijų duomenų bazėje „arXiv“ – tačiau tyrimas kol kas dar nebuvo recenzuotas.

Ankstyvosios Visatos juodosios skylės „negali augti tyliai ir švelniai, kaip daugelis juodųjų skylių vietinėje [dabartinėje] visatoje“, – sako pagrindinis tyrimo autorius ir Kembridžo universiteto astrofizikos profesorius Roberto Maiolino. – Jos turi patirti savotišką gimimą ar formavimąsi ir savotišką augimą.“

Kalbant apie laikus, artimesnius šiems laikams, astronomai mano, kad juodosios skylės gimsta žlungant milžiniškoms žvaigždėms. Tačiau, kad ir kaip jos atsirastų, jos auga nepaliaujamai rydamos dujas, dulkes, žvaigždes ir kitas juodąsias skyles. Joms besimaitinant, dėl trinties spirale į juodųjų skylių žiotis besiveržianti medžiaga įkaista ir skleidžia šviesą, kurią galima aptikti teleskopais – todėl jos virsta vadinamaisiais aktyviaisiais galaktikų branduoliais (AGN).

Ekstremaliausi AGN yra kvazarai – supermasyvios juodosios skylės, kurios yra milijardus kartų sunkesnės už Saulę ir savo dujinius kokonus išsklaido trilijonus kartų ryškesniais šviesos sprogimais nei ryškiausios žvaigždės.

Kadangi šviesa kosmoso vakuume sklinda fiksuotu greičiu, kuo giliau mokslininkai žvelgia į Visatą, tuo daugiau tolimos šviesos jie perpranta ir tuo tolesnę praeitį mato. Norėdami pastebėti juodąją skylę naujame tyrime, astronomai nuskaitė dangų dviem infraraudonųjų spindulių kameromis – JWST vidutinių infraraudonųjų spindulių įrenginiu (MIRI) ir artimųjų infraraudonųjų spindulių kamera – ir naudodami kamerose įmontuotus spektrografus, išskaidė šviesą į sudedamuosius dažnius.

Išskaidę šiuos silpnus žiburėlius iš pirmųjų Visatos metų, jie aptiko netikėtą šviesos dažnių šuolį – pagrindinį ženklą, kad karšta medžiaga aplink juodąją skylę skleidė silpnus šviesos pėdsakus visoje Visatoje.

Populiariausi paaiškinimai, kaip šios ankstyvosios juodosios skylės augo taip greitai, yra šie: jos susidarė staiga suirus milžiniškiems dujų debesims arba susidarė susijungus daugeliui žvaigždžių ir juodųjų skylių sankaupų.

Vis dėlto astronomai neatmeta galimybės, kad kai kurios iš šių juodųjų skylių galėjo atsirasti iš hipotetinių „pirmapradžių“ juodųjų skylių, kurios, kaip manoma, susikūrė praėjus kelioms akimirkoms po Visatos atsiradimo, o kai kuriose teorijose – dar net prieš jai atsirandant.

„Ne taip aišku, kad [tiesioginis kolapsas] yra vienintelis būdas sukurti juodąją skylę, nes tam reikia ypatingų aplinkybių, – sako Maiolino. – Reikia, kad tai būtų nepaliestas debesis, dar praturtintas sunkiaisiais elementais, kuriuos pagamino pirmosios žvaigždės, ir kad ji būtų gana masyvi – nuo 10 000 iki milijono Saulės masių.“

Kad toks debesis per greitai neatšaltų ir nesubyrėtų į pirmąsias masyvias žvaigždes, jis taip pat turi būti apšviestas ultravioletine šviesa – greičiausiai iš netoliese esančios galaktikos arba juodosios skylės.

„Taigi, reikia tokios ypatingos sąlygos, kai debesis ne tik praturtėja [sugerdamas sprogusių žvaigždžių medžiagą], bet ir yra šalia kitos galaktikos, kuri skleidžia daug fotonų, – sako Maiolino. – Taigi, mes nebūtinai ieškome vieno scenarijaus, iš tikrųjų gali būti du ar daugiau iš jų.“

Parengta pagal „Live Science“.