Οι παρατηρήσεις που συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αποκάλυψαν μια ενεργή υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, της οποίας η μάζα είναι 9 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, και η οποία αυξάνεται ενεργά, απορροφώντας ύλη από τον χώρο γύρω της. 570 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, είναι η πρώτη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που αναπτύσσεται, αν και οι επιστήμονες ελπίζουν ότι δεν θα κρατήσει το ρεκόρ για πολύ.
Μια μαύρη τρύπα βρέθηκε μέσα σε έναν από τους πρώτους γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν ποτέ, παλαιότερα γνωστός ως ΕΓΣΥ8p7, και από τότε μετονομάστηκε σε CEERS 1019. Η ανακάλυψή του θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια του πρώιμου σύμπαντος: πώς οι μαύρες τρύπες στην Κοσμική Αυγή μεγάλωσαν σε τόσο μεγάλα μεγέθη σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα.
Ένα άρθρο που περιγράφει λεπτομερώς την ανακάλυψη, με επικεφαλής την αστροφυσική Rebecca Larson του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν, εμφανίζεται σε ειδικό τεύχος του The Astrophysical Journal. «Βρήκαμε τον πιο μακρινό ενεργό γαλαξιακό πυρήνα (AGN) και την παλαιότερη μαύρη τρύπα που έχουμε βρει ποτέ», είπε ο Λάρσον στο ScienceAlert. Η Larson παρατήρησε αρχικά το CEERS 1019 ως μέρος της εργασίας της που μελετούσε το φως που παράγεται από το σχηματισμό άστρων στο πολύ πρώιμο σύμπαν.
Αυτό το φως, που ονομάζεται ακτινοβολία άλφα Lyman, θεωρείται ότι παράγεται από τον ιονισμό ουδέτερου υδρογόνου κατά τη διάρκεια του σχηματισμού άστρων. Το πρώιμο σύμπαν ήταν γεμάτο με μια ομίχλη ουδέτερου υδρογόνου που εμπόδιζε τη διάδοση του φωτός, μόνο αφού ιονιζόταν αυτό το υδρογόνο μπορούσε το φως να διαδοθεί ελεύθερα.
Αυτή η εποχή του επαναιονισμού, όπως είναι γνωστό, δεν έχει μελετηθεί πλήρως. Γνωρίζουμε ότι συνέβη τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά είναι πολύ δύσκολο να κοιτάξουμε τόσο μακριά στο πρώιμο σύμπαν. Ο CEERS 1019 και αρκετοί άλλοι εξαιρετικά πρώιμοι γαλαξίες είναι εξαιρετικά αντικείμενα για αυτήν τη μελέτη επειδή είναι σχετικά φωτεινοί. Ο γαλαξίας εντοπίστηκε στα δεδομένα του Hubble το 2015 και εκείνη την εποχή ήταν ο παλαιότερος και πιο μακρινός γαλαξίας που παρατηρήθηκε.
Περαιτέρω παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν την ύπαρξή του, αλλά πιο λεπτομερείς πληροφορίες παρέμειναν άπιαστες: το πιο πρώιμο φως στο σύμπαν, λόγω της διαστολής του σύμπαντος, έχει μετατοπιστεί τόσο πολύ στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος που χρειάζεται ένα ισχυρό ειδικό υπέρυθρο όργανο όπως το JWST να το μελετήσει.
Έτσι, όταν εμφανίστηκε ο JWST, ο CEERS 1019 - ο λαμπρότερος από τους γαλαξίες Hubble αυτής της εποχής - έγινε προφανής στόχος. Το τηλεσκόπιο κοίταξε τον γαλαξία μόνο για μία ώρα και με τα τέσσερα όργανά του, αλλά παρείχε πληθώρα δεδομένων.
Τότε η Λάρσον παρατήρησε κάτι που δεν περίμενε. Εκτός από το σχηματισμό φωτεινών άστρων, υπήρχε ένα χαρακτηριστικό ευρείας εκπομπής που συνήθως σχετίζεται με το AGN. Όταν το είπε σε μερικούς από τους ερευνητές του AGN, τα πράγματα έγιναν ενδιαφέροντα. Τυπικά, ένας γαλαξίας στο πρώιμο σύμπαν εκπέμπει είτε φως από σουπερνόβα είτε φως από σχηματισμό άστρων. Το να δούμε και τα δύο στον ίδιο γαλαξία ήταν εξαιρετικά απροσδόκητο.
«Μιλούσαμε για εβδομάδες ότι πρέπει να είναι, ότι πρέπει να είναι το ένα ή το άλλο. Και αποδεικνύεται ότι είναι και τα δύο. Υπάρχει κάποια επιρροή της μαύρης τρύπας στις γραμμές εκπομπής που βλέπουμε, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που βλέπουμε στις εικόνες μας εξακολουθεί να κυριαρχείται από το τμήμα του γαλαξία που σχηματίζει αστέρια». Το ότι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα υπήρχε πριν από περισσότερα από 13,2 δισεκατομμύρια χρόνια και συνέχισε να αναπτύσσεται δεν είναι τόσο περίεργο όσο νομίζετε.
Πολύ μεγαλύτερες μαύρες τρύπες έχουν ανακαλυφθεί στο πρώιμο σύμπαν, ο J1342+0928, ένας οιονεί γαλαξίας που ανακαλύφθηκε 690 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, έχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα μεγέθους 800 εκατομμυρίων Ήλιων. Η μαύρη τρύπα στο J0313-1806, που ανακαλύφθηκε 670 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, έχει μέγεθος 1,6 δισεκατομμύρια Ήλιους.
Και τα δύο αυτά κβάζαρ κυριαρχούνται από την εκπομπή AGN. Σύμφωνα με τη Larson και τους συναδέλφους της, το CEERS 1019 είναι ένα ενδιάμεσο στάδιο: το σημείο ανάμεσα σε μεταγενέστερους, μεγαλύτερους γαλαξίες που κυριαρχούν το AGN και πώς αυτοί οι γαλαξίες και οι μαύρες τρύπες τους άρχισαν να σχηματίζονται αρχικά. Εξετάζοντας την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο CEERS 1019, οι ερευνητές πιστεύουν ότι το αντικείμενο σχηματίστηκε από την κατάρρευση ενός τεράστιου αντικειμένου, όπως ένα από τα πρώτα αστέρια στο σύμπαν. Αυτά τα αστέρια ήταν πολύ, πολύ μεγαλύτερα από τα αστέρια που βλέπουμε γύρω μας σήμερα, επομένως μια μαύρη τρύπα από μια τέτοια κατάρρευση θα είχε ένα προβάδισμα στην πορεία προς την υπερμεγέθυνση.
Όπως επισημαίνει ο Larson, τα αποτελέσματα προέκυψαν σε μόλις μία ώρα παρατήρησης. Πραγματικά βαθιές παρατηρήσεις αναμένεται να αποκαλύψουν πιο μακρινούς και ακόμη πιο αμυδρούς γαλαξίες, οι οποίοι τελικά θα μας βοηθήσουν να καταλάβουμε πώς γεννήθηκε το σύμπαν και πώς μεγάλωσε.
Διαβάστε επίσης:
- Οι αστρονόμοι έχουν δει την ενεργειακή ενεργοποίηση μιας μαύρης τρύπας
- Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα Sagittarius A* ξύπνησε πριν από 200 χρόνια