Posmatranja prikupljena pomoću svemirskog teleskopa James Webb otkrila su aktivnu supermasivnu crnu rupu, čija je masa 9 miliona puta veća od Sunčeve, i koja aktivno raste, upijajući materiju iz prostora oko sebe. 570 miliona godina nakon Velikog praska, to je prva supermasivna crna rupa koja je rasla, iako se naučnici nadaju da neće dugo zadržati rekord.
Crna rupa pronađena je unutar jedne od najranijih galaksija ikada otkrivenih, ranije poznate kao EGSY8p7, i od tada preimenovan u CEERS 1019. Njegovo otkriće moglo bi pomoći u rješavanju jedne od najvećih misterija ranog svemira: kako su crne rupe u kosmičkoj zori narasle do tako velikih veličina u tako kratkom vremenskom periodu.
Članak u kojem se detaljno opisuje otkriće, koje je vodila astrofizičarka Rebecca Larson sa Univerziteta Teksas u Austinu, pojavljuje se u posebnom izdanju The Astrophysical Journal. "Pronašli smo najudaljenije aktivno galaktičko jezgro (AGN) i najstariju crnu rupu koju smo ikada pronašli", rekao je Larson za ScienceAlert. Larson je prvobitno promatrala CEERS 1019 kao dio svog rada proučavajući svjetlost koju stvara formiranje zvijezda u vrlo ranom svemiru.
Smatra se da ovo svjetlo, nazvano Lyman alfa zračenje, nastaje jonizacijom neutralnog vodonika tokom formiranja zvijezda. Rani univerzum je bio ispunjen maglom od neutralnog vodonika koja je sprečavala širenje svetlosti, tek nakon što je ovaj vodonik jonizovan, svetlost se mogla slobodno širiti.
Ova era rejonizacije, kao što je poznato, nije u potpunosti proučavana. Znamo da se to dogodilo u prvih milijardu godina nakon Velikog praska prije 13,8 milijardi godina, ali vrlo je teško pogledati tako daleko u rani svemir. CEERS 1019 i nekoliko drugih ultra-ranih galaksija su odlični objekti za ovo istraživanje jer su relativno svijetle. Galaksija je identificirana u Hubbleovim podacima 2015. godine i u to vrijeme bila je najranija i najudaljenija galaksija uočena.
Naknadna zapažanja su potvrdila njegovo postojanje, ali detaljnije informacije su ostale nedostižne: najranija svjetlost u svemiru, zbog širenja svemira, pomaknula se toliko daleko u infracrveni dio spektra da je potreban moćan poseban infracrveni instrument kao što je JWST da ga proučim.
Dakle, kada se JWST pojavio, CEERS 1019 – najsjajnija od Hablovih galaksija ove ere – postala je očigledna meta. Teleskop je gledao galaksiju samo jedan sat sa sva četiri svoja instrumenta, ali je pružio obilje podataka.
Tada je Larson primijetio nešto što nije očekivala. Pored formacije sjajne zvijezde, postojala je široka karakteristika emisije koja se obično povezuje sa AGN. Kada je o tome rekla nekim od istraživača AGN-a, stvari su postale zanimljive. Tipično, galaksija u ranom svemiru emituje ili svjetlost iz supernove ili svjetlost iz formacije zvijezda. Vidjeti oboje u istoj galaksiji bilo je krajnje neočekivano.
“Svađali smo se sedmicama da tako treba, da treba da bude jedno ili drugo. I ispostavilo se da je i jedno i drugo. Postoji određeni utjecaj crne rupe na emisione linije koje vidimo, ali većinom svjetlosti koju vidimo na našim slikama i dalje dominira dio galaksije koji formira zvijezde." Nije iznenađujuće da je supermasivna crna rupa postojala prije više od 13,2 milijarde godina i da je nastavila rasti.
Mnogo veće crne rupe otkrivene su u ranom svemiru, J1342+0928, kvazi-galaksija otkrivena 690 miliona godina nakon Velikog praska, ima supermasivnu crnu rupu veličine 800 miliona Sunaca. Crna rupa u J0313-1806, otkrivena 670 miliona godina nakon Velikog praska, ima veličinu od 1,6 milijardi Sunca.
U oba ova kvazara dominira AGN emisija. Prema Larson i njenim kolegama, CEERS 1019 je međufaza: tačka između kasnijih, većih galaksija u kojima dominira AGN i kako su te galaksije i njihove crne rupe uopšte počele da se formiraju. Gledajući supermasivnu crnu rupu u CEERS 1019, istraživači vjeruju da je objekt nastao kolapsom masivnog objekta, poput jedne od najranijih zvijezda u svemiru. Ove zvijezde su bile mnogo, mnogo veće od zvijezda koje danas vidimo oko nas, tako da bi crna rupa od takvog kolapsa imala prednost na putu ka supermasivnosti.
Kako Larson ističe, rezultati su dobijeni za samo sat vremena posmatranja. Očekuje se da će zaista duboka posmatranja otkriti udaljenije i još slabije galaksije, što će nam konačno pomoći da shvatimo kako je svemir nastao i kako je rastao.
Pročitajte također:
- Astronomi su svjedočili energetskoj aktivaciji crne rupe
- Supermasivna crna rupa Strijelac A* probudila se prije 200 godina