Malé červené bodky z Webbovho teleskopu odhaľujú hviezdy poháňané supermasívnymi čiernymi dierami

Vedci využili dáta z vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST) od NASA a odhalili malé červené objekty, ktoré prinášajú nové poznatky o pôvode galaxií vo vesmíre. Tieto objekty môžu predstavovať úplne nový typ nebeského telesa: čiernu dieru, ktorá pohlcuje obrovské množstvo hmoty a zároveň vyžaruje svetlo. Informoval o tom web sciencedaily.

Objav odhaľuje nový typ supermasívnych čiernych dier v ranom vesmíre

Medzinárodný tím, vrátane vedcov z Penn State, analyzoval prvé dáta z JWST z roku 2022 a objavil záhadné „malé červené bodky“. Pôvodne sa predpokladalo, že ide o galaxie už zrelé ako naša Mliečna cesta, existujúce 500–700 miliónov rokov po Veľkom tresku. Tieto predpoklady spochybňovali predchádzajúce teórie o formovaní galaxií.

Štúdia publikovaná 12. septembra v časopise Astronomy & Astrophysics však naznačuje, že bodky nemusia byť galaxie, ale nový typ objektu – hviezda-čierna diera, píše sciencedaily.

Analýza ukazuje, že ide o gigantické gule horúceho plynu, ktoré pripomínajú atmosféry hviezd poháňaných jadrovou fúziou, no ich energiu produkujú supermasívne čierne diery v centre, ktoré rýchlo priťahujú hmotu a premieňajú ju na svetlo.

„Pozreli sme sa na dostatočný počet červených bodiek, až kým sme nenašli jednu s tak hustou atmosférou, že ju nemožno vysvetliť ako bežnú hviezdu,“ vysvetlil Joel Leja, profesor astrofyziky na Penn State a spoluautor štúdie. „Pôvodne sme si mysleli, že ide o malú galaxiu plnú mnohých chladných hviezd, no v skutočnosti ide o jednu gigantickú, veľmi chladnú hviezdu,“ dodal.

Chladné hviezdy vyžarujú málo svetla kvôli nízkej teplote. Väčšina hviezd vo vesmíre sú nízkomasívne, chladnejšie hviezdy, ktoré sú však ťažšie pozorovateľné, pretože ich jas „prekrývajú“ zriedkavejšie, jasnejšie masívne hviezdy. Astronómovia identifikujú tieto hviezdy podľa žiary v červenom optickom alebo blízkom infračervenom spektre. Svetlo z „červených bodiek“ dominovalo veľmi chladnému plynu, podobnému atmosfére nízkomasívnych hviezd.

„Nočná obloha takejto galaxie by bola oslňujúco jasná,“ uviedol Bingjie Wang, NASA Hubble Fellow na Princetonskej univerzite. „Ak by toto vysvetlenie platilo, naznačuje to, že hviezdy sa formovali prostredníctvom procesov, ktoré sme predtým nikdy nepozorovali,“ doplnil.

Webbov teleskop umožňuje vedcom skúmať vesmír v infračervenom spektre 

Vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST), vlajkové infračervené observatórium NASA, vyvinuté v spolupráci s ESA a CSA, bol úspešne vypustený 25. decembra 2021. Po jeho nasadení do vesmíru a následnom vyrovnaní a kalibrácii zrkadiel a prístrojov začal JWST v júli 2022 vedecké operácie, píše Space Telescope Science Institute.

Teleskop je prístupný medzinárodnej vedeckej komunite a umožňuje vedcom skúmať evolúciu galaxií, tvorbu hviezd a planét, exoplanetárne systémy aj náš vlastný slnečný systém spôsobmi, ktoré predtým neboli možné. 

Objav „The Cliff“ odhaľuje supermasívnu čiernu dieru, ktorá formovala raný vesmír

Na pochopenie záhady získali vedci spektrálne dáta, poskytujúce informácie o množstve svetla pri rôznych vlnových dĺžkach. Medzi januárom a decembrom 2024 použili takmer 60 hodín pozorovaní JWST na získanie spektier z 4 500 vzdialených galaxií – ide o jeden z najväčších spektroskopických datasetov z teleskopu.

Sciencedaily informoval, že v júli 2024 tím objavil objekt s extrémnou spektrálnou charakteristikou, naznačujúcou obrovskú hmotnosť – najextrémnejší prípad raného a veľkého objektu, prezývaný „The Cliff“.

„Extrémne vlastnosti The Cliff nás prinútili začať odznova a vyvinúť úplne nové modely,“ uviedla Anna de Graaff z Max Planck Institute for Astronomy.

Objekt bol tak vzdialený, že jeho svetlo cestovalo približne 11,9 miliardy rokov na Zem. Spektrálna analýza odhalila supermasívnu čiernu dieru, ktorá pohlcovala okolie a vytvorila žiarivú guľu vodíkového plynu. Svetlo teda nepochádzalo z hviezdnych zhlukov, ale z jedného gigantického objektu. Čierne diery v jadre galaxií môžu byť milióny či miliardy krát masívnejšie než Slnko a premieňajú priťahovanú hmotu na energiu a svetlo.

„Nikto nikdy presne nevedel, odkiaľ sa tieto gigantické čierne diery v jadre galaxií vzali. Tieto hviezdy-čierne diery môžu predstavovať prvú fázu vzniku čiernych dier, ktoré dnes vidíme v galaxiách – supermasívne čierne diery v ich ranom štádiu,“ povedal Leja.

JWST už odhalil známky vysokohmotnostných čiernych dier v ranom vesmíre. Tieto nové objekty môžu vysvetliť ranú evolúciu vesmíru a prispieť k súčasným modelom. Tím plánuje ďalšie štúdie na skúmanie hustoty plynu a sily týchto hviezd-čiernych dier.

„Toto je najlepšia interpretácia, ktorá zodpovedá takmer všetkým dátam, teraz ju treba ďalej overiť. Vesmír je oveľa zvláštnejší, než si dokážeme predstaviť, a my musíme sledovať jeho stopy. Čakajú nás ešte veľké prekvapenia,“ uzavrel Leja.

Čítaj viac z kategórie: Veda a vesmír