Astronómovia využívajúci Vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST) objavili prekvapivo veľké supermasívne čierne diery v ranom vesmíre. Tieto čierne diery sa nachádzajú v takzvaných „malých červených bodkách“, teda vzdialených galaxiách, ktoré existovali len 1,5 miliardy rokov po Veľkom tresku. Nové merania ukazujú, že hmotnosť týchto čiernych dier tvorí až 10 % hmotnosti celej galaxie, v ktorej sa nachádzajú. Na tému upozornil portál LiveScience.

Pre porovnanie, v dnešnom vesmíre je pomer hmotnosti čiernych dier k hviezdam približne 0,01 %. To znamená, že ak má galaxia hviezdnu hmotnosť 10 000 hmotností Slnka, jej superhmasívna čierna diera by mala mať len hmotnosť Slnka. V prípade galaxií objavených JWST je však tento pomer 1 000-násobne vyšší, čo zaráža vedcov a vyvoláva otázky o tom, ako tieto čierne diery rástli tak rýchlo.

„Naše merania naznačujú, že hmotnosť superhmotných čiernych dier je 10 % hmotnosti hviezd v skúmaných galaxiách,“ uviedol Jorryt Matthee, vedúci tímu z Inštitútu vedy a technológie Rakúska (ISTA). „Ak by sme to brali doslova, znamenalo by to, že tieto čierne diery sú 1 000-krát ťažšie ako by mali byť.“

NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College

Kľúč k pochopeniu rýchleho rastu čiernych dier?

Od chvíle, keď teleskop JWST začal v roku 2022 posielať údaje na Zem, odhalil množstvo prekvapujúcich objavov týkajúcich sa raného vesmíru. Medzi ne patria aj superhmotné čierne diery s miliónmi hmotností Slnka, ktoré existovali menej než miliardu rokov po Veľkom tresku. To však odporuje súčasným modelom rastu čiernych dier, podľa ktorých by takýto rast mal trvať miliardy rokov.

„Malé červené bodky“, objavené JWST  sú galaxie s charakteristickým červeným sfarbením, ktoré naznačuje prítomnosť obrovského množstva prachu a plynu. Tento materiál sa zhromažďuje v akrečnom disku okolo supermasívnej čiernej diery a vytvára takzvané aktívne galaktické jadrá (AGN), ktoré vyžarujú silnú infračervenú a rádiovú žiaru.

Midjourney

„Tieto objekty dostali názov ‚malé červené bodky‘, pretože tak vyzerajú na snímkach JWST,“ vysvetlil Matthee. Výskum jeho tímu ukázal, že predmetné galaxie sa nachádzajú v oblastiach s nižšou hustotou hmoty, čo naznačuje, že ide o mladé a relatívne malé galaxie. Napriek tomu obsahujú extrémne aktívne čierne diery, ktoré sa pravdepodobne rýchlo vyvíjajú.

Čo spôsobuje extrémne rýchly rast čiernych dier?

Existuje niekoľko možných vysvetlení pre tento nezvyčajne rýchly rast čiernych dier. Jednou z hypotéz je, že vysoká hustota plynu v ranom vesmíre umožnila intenzívnejšiu akréciu materiálu, čím sa čierne diery rýchlo zväčšovali. Inou možnosťou je, že v týchto mladých galaxiách dochádzalo k zrážkam menších čiernych dier, čím vznikali väčšie objekty.

Black-Hole-Event-Horizon

„Najpravdepodobnejším vysvetlením je extrémne rýchly rast čiernych dier v hustých oblastiach raného vesmíru,“ tvrdí Matthee. Tento proces by zároveň podporoval intenzívnu tvorbu hviezd, čo by vysvetľovalo silné väzby medzi čiernymi dierami a ich materskými galaxiami.

Tento objav však ešte nepotvrdzuje konkrétnu teóriu rastu čiernych dier. Niektorí vedci sa domnievajú, že tieto objekty mohli vzniknúť priamym kolapsom obrovských mračien plynu a prachu, čím sa obišli tradičné mechanizmy pomalého rastu.

Ďalšie pozorovania JWST budú nevyhnutné na potvrdenie týchto hypotéz a na hľadanie ďalších malých červených bodiek v ranom vesmíre. „JWST bol kľúčový pre tento objav – bez neho by sme tieto slabé AGN neobjavili ani nemohli vytvoriť presnú 3D mapu rozloženia galaxií,“ uzavrel Matthee.

Čítajte viac z kategórie: Novinky