Astronomom udało się rozwiązać tajemnicę „małych czerwonych kropek” w odległym Wszechświecie

Naukowcy wskazują, że tajemnicze obiekty znane jako „małe czerwone kropki” widoczne w odległym Wszechświecie, są tak naprawdę bardzo młodymi czarnymi dziurami.

.Od momentu uruchomienia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba „małe czerwone kropki” widoczne na jego zdjęciach intrygowały naukowców. W ramach nowego badania, astronomowie z University of Copenhagen, przyjrzeli się bliżej tym tajemniczym obiektom i odkryli, że mogą być to młode czarne dziury znajdujące się w otoczce zjonizowanego gazu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature”.

Od grudnia 2021 r., kiedy Teleskop Webba po raz pierwszy uchwycił odległy kosmos, naukowcy z całego świata zastanawiali się czym mogą być czerwone kropki widoczne wśród gwiazd i galaktyk na zdjęciach wykonanych przez urządzenie.

Te tajemnicze obiekty zostały nazwane jako „małe czerwone kropki” („little red dots”) i naukowcy zaobserwowali je, gdy Wszechświat miał zaledwie kilkaset milionów lat, a miliard lat później nie były już one widoczne.  

.Niektórzy badacze twierdzili, że mogły być to ogromne galaktyki, na tyle duże, że Teleskop Webba wykrył je 13 miliardów lat później. Jednak teoria ta nie pasowała do czasu, w jakim obiekty te ewoluowały po Wielkim Wybuchu – pojawiły się one później.

W ramach nowego badania, astronomowie analizowali zdjęcia, na których widoczne były „małe czerwone kropki” i odkryli, że tak naprawdę mogą być one młodymi czarnymi dziurami. Mogą one dać wgląd badaczom w to jak powstawały te pierwsze niezwykle gęste obiekty.

„Małe czerwone kropki to młode czarne dziury, sto razy mniej masywne niż wcześniej sądzono, otoczone kokonem gazu, który pochłaniają, aby urosnąć. Proces ten generuje ogromne ilości ciepła, które prześwituje przez tę otoczkę. To właśnie promieniowanie przechodzące przez kokon nadaje im charakterystyczny czerwony kolor. Są one znacznie mniej masywne niż wcześniej sądzono, więc nie musimy odwoływać się do zupełnie nowych rodzajów zjawisk, aby wyjaśnić ich powstanie i rozwój” – mówi Darach Watson z University of Copenhagen.

Obecnie znanych są setki „małych czerwonych kropek:” i chociaż są to jedne z najmniejszych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek odkryto, nadal mają one masę nawet 10 milionów razy większą od Słońca i średnicę dziesięciu milionów kilometrów.

Jak tłumaczą naukowcy, czarne dziury pochłaniają wszystko w swoim otoczeniu i rosną w miarę absorbcji materiału. Ponieważ jednak ich horyzont zdarzeń nie jest zbyt duży, spadający gaz nagrzewa się do tak wysokich temperatur, że jasno świeci i dostarcza więcej energii niż jakikolwiek inny znany proces. To intensywne promieniowanie powoduje, że znaczna część materii pochłanianej przez dziurę jest wyrzucana.

„Kiedy gaz spada na czarną dziurę, spiralnie opada w dół, tworząc rodzaj dysku w kierunku jej powierzchni. W końcu osiąga tak dużą prędkość i jest tak ściśnięty, że generuje temperatury rzędu milionów stopni i niezwykle jasno świeci. Jednak tylko bardzo niewielka ilość gazu zostaje pochłonięta przez czarną dziurę. Większość z niego jest wyrzucana z powrotem z biegunów, gdy czarna dziura się obraca” – wyjaśnia Darach Watson.

W centrum Drogi Mlecznej, znajduje się supermasywna czarna dziura o masie czterech milionów razy większej od masy Słońca, a tego rodzaju obiekty znajdują się również w większości innych galaktyk. Jednak czarne dziury i ich rola we Wszechświecie nadal nie zostały w pełni zrozumiane przez astronomów.

Nowe odkrycie pomaga naukowcom lepiej zrozumieć wczesny rozwój tych tajemniczych obiektów i dostarcza częściowej odpowiedzi na pytanie, jak to możliwe, że zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu mogły już istnieć supermasywne czarne dziury o masie nawet miliard razy większej od masy Słońca.

.„Udało nam się uchwycić młode czarne dziury w fazie intensywnego wzrostu, na etapie, którego wcześniej nie obserwowaliśmy. Gęsty kokon gazu wokół nich dostarcza paliwa potrzebnego do bardzo szybkiego wzrostu” – podsumowuje Darach Watson

Oprac. EG