Novērojumi, kas iegūti, izmantojot Džeimsa Veba kosmosa teleskopu, atklājuši aktīvu supermasīvu melno caurumu, kura masa ir 9 miljonus reižu lielāka par Saules masu un kas aktīvi aug, absorbējot vielu no apkārtējās telpas. 570 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena tas ir pirmais supermasīvais melnais caurums, kas izaug, lai gan zinātnieki cer, ka tas rekordu saglabās ilgi.
Melnais caurums tika atrasts vienā no agrākajām galaktikām, kas jebkad atklātas, agrāk pazīstama kā EGSY8p7, un kopš tā laika pārdēvēts par CEERS 1019. Tā atklājums varētu palīdzēt atrisināt vienu no lielākajiem agrīnā Visuma noslēpumiem: kā Kosmiskās rītausmas melnie caurumi tik īsā laika periodā izauga līdz tik lieliem.
Raksts, kurā detalizēti aprakstīts atklājums, kuru vadīja astrofiziķe Rebeka Larsone no Teksasas Universitātes Ostinā, parādās īpašā žurnāla The Astrophysical Journal izdevumā. "Mēs atradām visattālāko aktīvo galaktikas kodolu (AGN) un vecāko melno caurumu, ko esam atraduši," Larsons pastāstīja ScienceAlert. Larsone sākotnēji novēroja CEERS 1019 kā daļu no sava darba, pētot gaismu, ko rada zvaigžņu veidošanās ļoti agrīnā Visumā.
Tiek uzskatīts, ka šo gaismu, ko sauc par Laimana alfa starojumu, rada neitrāla ūdeņraža jonizācija zvaigžņu veidošanās laikā. Agrīnais Visums bija piepildīts ar neitrāla ūdeņraža miglu, kas neļāva gaismai izplatīties, tikai pēc šī ūdeņraža jonizācijas gaisma varēja brīvi izplatīties.
Šis reionizācijas laikmets, kā zināms, nav pilnībā izpētīts. Mēs zinām, ka tas notika pirmajos miljardos gadu pēc Lielā sprādziena pirms 13,8 miljardiem gadu, taču ir ļoti grūti ieskatīties tik tālu agrīnajā Visumā. CEERS 1019 un vairākas citas īpaši agrīnas galaktikas ir lieliski objekti šim pētījumam, jo tās ir salīdzinoši spilgtas. Galaktika tika identificēta Habla datos 2015. gadā, un tajā laikā tā bija agrākā un vistālāk novērotā galaktika.
Turpmākie novērojumi apstiprināja tā esamību, taču sīkāka informācija palika nenotverama: senākā gaisma Visumā Visuma izplešanās dēļ ir tik tālu novirzījusies spektra infrasarkanajā daļā, ka ir nepieciešams jaudīgs īpašs infrasarkanais instruments, piemēram, JWST. lai to pētītu.
Tātad, kad parādījās JWST, CEERS 1019 — spožākā no šī laikmeta Habla galaktikām — kļuva par acīmredzamu mērķi. Teleskops tikai vienu stundu skatījās uz galaktiku ar visiem četriem instrumentiem, taču sniedza daudz datu.
Tad Larsons pamanīja kaut ko, ko viņa gluži nebija gaidījusi. Papildus spilgto zvaigžņu veidojumam bija plaša emisijas iezīme, kas parasti bija saistīta ar AGN. Kad viņa par to pastāstīja dažiem AGN pētniekiem, lietas kļuva interesantas. Parasti galaktika agrīnā Visumā izstaro gaismu no supernovas vai gaismu no zvaigžņu veidošanās. Redzēt abus vienā galaktikā bija ārkārtīgi negaidīti.
“Mēs nedēļām ilgi strīdējāmies, ka tā ir jābūt, ka jābūt vienam vai otram. Un izrādās, ka tas ir abi. Ir zināma melnā cauruma ietekme uz redzamajām emisijas līnijām, taču lielākajā daļā gaismas, ko redzam savos attēlos, joprojām dominē zvaigznes veidojošā galaktikas daļa. Tas, ka supermasīvs melnais caurums pastāvēja vairāk nekā pirms 13,2 miljardiem gadu un ir turpinājis augt, nav tik pārsteidzošs, kā varētu domāt.
Agrīnā Visumā ir atklāti daudz lielāki melnie caurumi, J1342+0928, kvazigalaktika, kas atklāta 690 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, un tajā ir supermasīvs melnais caurums, kura izmērs ir 800 miljoni Saules. Melnais caurums J0313-1806, kas atklāts 670 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, ir 1,6 miljardu Saules lielums.
Abos šajos kvazāros dominē AGN emisija. Pēc Larsona un viņas kolēģu domām, CEERS 1019 ir starpposms: punkts starp vēlākām, lielākām galaktikām, kurās dominē AGN, un to, kā šīs galaktikas un to melnie caurumi sāka veidoties. Aplūkojot supermasīvo melno caurumu CEERS 1019, pētnieki uzskata, ka objekts izveidojies, sabrūkot masīvam objektam, piemēram, vienai no agrākajām zvaigznēm Visumā. Šīs zvaigznes bija daudz, daudz lielākas nekā zvaigznes, kuras mēs redzam ap mums šodien, tāpēc melnais caurums no šāda sabrukuma varētu būt pirmais ceļš uz supermasivitāti.
Kā norāda Larsons, rezultāti tika iegūti tikai vienas novērošanas stundas laikā. Paredzams, ka patiešām dziļi novērojumi atklās tālākas un pat vājākas galaktikas, kas beidzot palīdzēs mums saprast, kā Visums ir dzimis un kā tas auga.
Lasi arī:
- Astronomi ir bijuši liecinieki melnā cauruma enerģētiskajai aktivizēšanai
- Supermasīvais melnais caurums Sagittarius A* pamodās pirms 200 gadiem