Astronomi su potvrdili najraniju i najudaljeniju crnu rupu do sada – a iznenađujuće je ogromna za svoje doba.
Smještena u galaksiji nazvanoj CAPERS-LRD-z9, ova crna rupa je već imala približno 300 miliona puta veću masu od Sunca samo 500 miliona godina nakon Velikog praska, kada je mladi svemir bio star tek 3% svoje sadašnje dobi, prenosi Science alert.
Otkriće takođe baca doslovno svjetlo na drevnu, misterioznu klasu nebeskih objekata nazvanu Mali crveni tačkasti objekti (Little Red Dots – LRDs). To su začuđujuće svijetli, mali i crveni objekti iz ranog svemira. Pojavljuju se oko 600 miliona godina nakon Velikog praska, a zatim počinju nestajati prije nego što svemir napuni milijardu godina.
LRD-ove su tek nedavno otkrile izvanredne infracrvene mogućnosti svemirskog teleskopa JWST, koji istražuje Kosmičku zoru – najranija razdoblja svemira. To su i najcrvenija razdoblja, jer je svjetlost na svom dugom putovanju kroz šireći prostor-vrijeme rastegnuta u sve duže, crvenije valne dužine.
Novo potvrđena supermasivna crna rupa u središtu galaksije CAPERS-LRD-z9 poznata je kao aktivna galaktička jezgra (AGN) – sjajna, brzo “hranljiva” crna rupa u centru galaksije. Izgleda crveno jer je obavijena užarenim omotačem gasa i prašine, što je čini gotovo nalik na naučno-fantastični pojam “zvijezda crne rupe”.
Gravitacija ove crne rupe tjera gas oko nje na nevjerovatne brzine od oko 3.000 kilometara u sekundi (1% brzine svjetlosti). Ovi gasoviti “vjetrovi” pomažu astronomima da otkriju prisustvo crnih rupa pomoću spektroskopije.
“Nema mnogo drugih pojava koje daju ovakav potpis,” objašnjava glavni autor istraživanja, astrofizičar Anthony Taylor sa Univerziteta u Teksasu u Austinu.
Spektroskopija razlaže svjetlost na različite talasne dužine, dajući spektar koji otkriva karakteristike objekta. Svjetlost iz gasa oko crne rupe postaje crvenija kad se udaljava od posmatrača (rastezanje talasa), a plavija kad se približava (sabijanje talasa). Te promjene otkrivaju brzinu objekta.
Potvrda otkrića CAPERS-LRD-z9 jača teoriju da LRD-ovi sadrže supermasivne crne rupe. “Supermasivna” je zapravo blaga riječ – neke od njih dosegnu 10 miliona solarnih masa unutar prve milijarde godina. Za poređenje, crna rupa u centru Mliječnog puta ima oko 4 miliona solarnih masa.
U nekim slučajevima crne rupe u LRD-ovima nisu samo supermasivne nego i “nadmasivne”, s masom koja iznosi 10–100% mase svih zvijezda u njihovoj galaksiji. U konkretnom slučaju, crna rupa u CAPERS-LRD-z9, sa svojih 300 miliona solarnih masa, ima masu jednaku otprilike polovini mase svih zvijezda u toj galaksiji. Kod lokalnih galaksija crne rupe u centru obično čine tek oko 0,1% mase zvijezda.
Još jedna zanimljivost je što je CAPERS-LRD-z9 toliko kompaktna da je čak ni JWST ne može razlučiti – široka je najviše oko 1.140 svjetlosnih godina, u rangu patuljastih galaksija koje orbitiraju Mliječnim putem.
Naučnici navode da postoje dva načina da crna rupa naraste do ovih razmjera u samo 500 miliona godina kosmičkog vremena:
Sjemena crnih rupa mogu nastati kao prvobitne crne rupe odmah nakon Velikog praska, kolapsom Populacije III zvijezda (prvih zvijezda u svemiru), “nekontrolisanim sudarima” u gustim zvjezdanim skupovima ili direktnim kolapsom ogromnih, primordijalnih gasovitih oblaka.
Gledati dalje u prošlost svemira od ovoga je izuzetno teško:
“Kad tražimo crne rupe, ovo je gotovo najdalje što se praktično može ići. Zaista pomjeramo granice onoga što trenutna tehnologija može otkriti,” kaže Taylor.
Na kraju, ovo istraživanje potvrđuje da su LRD-ovi bili kratkotrajna pojava u ranom svemiru, možda i početni korak u razvoju galaksija – onaj koji je mogao dovesti do nastanka same Mliječne staze.
