Promatranja prikupljena pomoću svemirskog teleskopa James Webb otkrila su aktivnu supermasivnu crnu rupu, čija je masa 9 milijuna puta veća od Sunčeve, i koja aktivno raste, upijajući materiju iz prostora oko sebe. 570 milijuna godina nakon Velikog praska, to je prva supermasivna crna rupa koja je narasla, iako se znanstvenici nadaju da neće dugo držati rekord.
Crna rupa pronađena je unutar jedne od najranijih ikada otkrivenih galaksija, ranije poznate kao EGSY8p7, i od tada preimenovan u CEERS 1019. Njegovo bi otkriće moglo pomoći u rješavanju jedne od najvećih misterija ranog svemira: kako su crne rupe u Kozmičkoj zori narasle do tako velikih veličina u tako kratkom vremenskom razdoblju.
Članak s detaljima otkrića, koji je predvodila astrofizičarka Rebecca Larson sa Sveučilišta Texas u Austinu, pojavljuje se u posebnom izdanju časopisa The Astrophysical Journal. "Pronašli smo najudaljeniju aktivnu galaktičku jezgru (AGN) i najstariju crnu rupu koju smo ikada pronašli", rekao je Larson za ScienceAlert. Larson je izvorno promatrala CEERS 1019 kao dio svog rada na proučavanju svjetlosti proizvedene stvaranjem zvijezda u vrlo ranom svemiru.
Smatra se da ovo svjetlo, nazvano Lymanovo alfa zračenje, nastaje ionizacijom neutralnog vodika tijekom formiranja zvijezda. Rani svemir bio je ispunjen maglom neutralnog vodika koja je sprječavala širenje svjetlosti, tek nakon što je ovaj vodik ioniziran, svjetlost se mogla slobodno širiti.
Ova era reionizacije, kao što je poznato, nije u potpunosti proučena. Znamo da se to dogodilo u prvih milijardu godina nakon Velikog praska prije 13,8 milijardi godina, ali vrlo je teško gledati tako daleko u rani svemir. CEERS 1019 i nekoliko drugih ultra-ranih galaksija izvrsni su objekti za ovu studiju jer su relativno svijetle. Galaksija je identificirana u Hubbleovim podacima 2015. godine i u to je vrijeme bila najranija i najudaljenija promatrana galaksija.
Naknadna promatranja potvrdila su njegovo postojanje, ali detaljnije informacije ostale su nedostižne: najranije svjetlo u svemiru, zbog širenja svemira, toliko se pomaknulo u infracrveni dio spektra da je potreban snažan poseban infracrveni instrument kao što je JWST da ga proučim.
Dakle, kada se pojavio JWST, CEERS 1019 – najsjajnija od Hubbleovih galaksija ovog doba – postala je očita meta. Teleskop je promatrao galaksiju samo jedan sat sa sva četiri instrumenta, ali je pružio obilje podataka.
Tada je Larson primijetila nešto što nije očekivala. Uz stvaranje sjajnih zvijezda, postojala je značajka široke emisije koja se obično povezuje s AGN-om. Kada je to ispričala nekim istraživačima AGN-a, stvari su postale zanimljive. Tipično, galaksija u ranom svemiru emitira ili svjetlost iz supernove ili svjetlost iz formiranja zvijezda. Vidjeti oboje u istoj galaksiji bilo je krajnje neočekivano.
“Tjednima smo se svađali da treba biti, da bude jedno ili drugo. A ispada da je oboje. Postoji određeni utjecaj crne rupe na linije emisije koje vidimo, ali većinom svjetla koje vidimo na našim slikama još uvijek dominira dio galaksije koji stvara zvijezde." Činjenica da je supermasivna crna rupa postojala prije više od 13,2 milijarde godina i da je nastavila rasti nije toliko iznenađujuće kao što mislite.
Mnogo veće crne rupe otkrivene su u ranom svemiru, J1342+0928, kvazigalaksija otkrivena 690 milijuna godina nakon Velikog praska, ima supermasivnu crnu rupu veličine 800 milijuna Sunaca. Crna rupa u J0313-1806, otkrivena 670 milijuna godina nakon Velikog praska, ima veličinu od 1,6 milijardi Sunaca.
U oba ova kvazara dominira AGN emisija. Prema Larson i njezinim kolegama, CEERS 1019 je međufaza: točka između kasnijih, većih galaksija kojima dominira AGN i načina na koji su se te galaksije i njihove crne rupe uopće počele formirati. Gledajući supermasivnu crnu rupu u CEERS 1019, istraživači vjeruju da je objekt nastao kolapsom masivnog objekta, kao što je jedna od najranijih zvijezda u svemiru. Te su zvijezde bile puno, puno veće od zvijezda koje danas vidimo oko sebe, tako da bi crna rupa od takvog kolapsa imala prednost na putu ka supermasivnosti.
Kako ističe Larson, rezultati su dobiveni u samo sat vremena promatranja. Očekuje se da će stvarno duboka promatranja otkriti udaljenije i čak blijeđe galaksije, što će nam konačno pomoći da shvatimo kako je svemir rođen i kako je rastao.
Pročitajte također:
- Astronomi su svjedočili energetskoj aktivaciji crne rupe
- Supermasivna crna rupa Sagittarius A* probudila se prije 200 godina