Kosmose aptiktas objektas, kurio mokslininkai nesitikėjo: jis atrodo kaip žvaigždė, bet viduje slepia juodąją skylę

Jameso Webbo kosminis teleskopas dar kartą parodė, kad ankstyvoji visata buvo daug keistesnė, nei ilgai manė mokslininkai. Astronomai aptiko objektą, kuris iš pirmo žvilgsnio primena milžinišką raudoną žvaigždę, tačiau jo energija ir sandara rodo visai kitą vaizdą. Tai gali būti naujo tipo kosminis kūnas – žvaigždės ir juodosios skylės hibridas, kurio centre slypi masyvi juodoji skylė, o aplink ją driekiasi tankus dujų apvalkalas.

Objektas pavadintas MoM-BH-1*. Jis egzistavo tada, kai visata dar buvo labai jauna – praėjus vos keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Astronomams tai ypač svarbu, nes toks radinys gali padėti atsakyti į vieną didžiausių kosmologijos klausimų: kaip taip anksti visatoje galėjo atsirasti tokios masyvios juodosios skylės.

„Manome, kad centrinė juodoji skylė yra 100 tūkst. kartų masyvesnė už Saulę, – sakė astronomas Rohanas Naidu. – O aplink šią juodąją skylę būtų labai platus dujų apvalkalas, kuris atrodo kaip Saulės sistemos dydžio žvaigždė.“

Raudonas taškas, kuris pasirodė pernelyg ryškus

Viskas prasidėjo nuo vadinamųjų „mažų raudonų taškelių“, kuriuos Jameso Webbo teleskopas vis dažniau fiksuoja tolimiausiuose kosmoso vaizduose. Iš pradžių jie atrodė kaip dar viena ankstyvųjų galaktikų detalė, bet kuo daugiau mokslininkai į juos žiūrėjo, tuo labiau aiškėjo, kad kažkas čia nesutampa.

MoM-BH*-1 buvo vienas tokių objektų. Jis atrodė kaip labai ryški raudona dėmė. Tačiau jo šviesa buvo tokia stipri, kad paprastos žvaigždės paaiškinimo nebeužteko. Objektas spinduliavo maždaug 100 mlrd. kartų daugiau energijos nei bet kuri žinoma žvaigždė. Tai jau labiau priminė ne žvaigždės, o juodosios skylės veiklą.

Iš išorės toks darinys gali atrodyti kaip Saulės sistemos dydžio žvaigždė, tačiau viduje jį maitina ne įprasti žvaigždei būdingi procesai. Pagrindinis „variklis“ čia gali būti juodoji skylė, kurios gravitacija traukia medžiagą ir paverčia ją milžinišku energijos šaltiniu.

Mokslininkai ieškojo galaktikų, bet rado kažką keistesnio

Įdomiausia tai, kad mokslininkai iš pradžių visai neieškojo naujos kosminių objektų klasės. Jie tyrė ankstyvąsias galaktikas ir bandė suprasti, ar neįprastai ryškūs Jameso Webbo teleskopo matomi objektai yra tikros galaktikos, ar optiniai efektai.

Vienas projekto pavadinimų – „Miražas arba stebuklas“ – labai tiksliai atspindi pačią problemą. Ankstyvosios visatos vaizduose kai kurie objektai atrodo tokie ryškūs, kad kyla klausimas: ar jie tikrai tokie, kokie atrodo, ar mūsų akys ir prietaisai mato kažką apgaulingo?

MoM-BH*-1 išsiskyrė iš karto. Jo šviesos parašas buvo neįprastas: jis turėjo labai stiprų Balmerio lūžį – spektrinį požymį, dažnai siejamą su žvaigždžių atmosferomis. Tačiau mastas buvo toks didelis, kad paprastos žvaigždės versija tapo beveik neįmanoma.

Dar vienas svarbus dalykas – objekte beveik nebuvo sunkiųjų elementų, vadinamų metalais. Šviesoje dominavo vandenilis ir helis. Tai dera su labai ankstyvos visatos aplinka, kai sunkesni elementai dar nebuvo spėję plačiai susiformuoti.

„Toks tankus, kad labiau primena žvaigždės paviršių“

Pagal mokslininkų modelius, MoM-BH*-1 galima aiškinti kaip masyvią juodąją skylę, kuri aktyviai ryja aplink esančią medžiagą, bet yra apgaubta itin tankiu vandenilio kokonu. Tas kokonas toks tankus, kad išoriškai primena didžiulės žvaigždės paviršių, o ne ploną dujų debesį.

MKI direktorius Robertas Simcoe teigė, kad tyrėjų komandą nustebino pats faktas, jog tokį stiprų paraudimą įmanoma paaiškinti itin tankiu vandenilio sluoksniu. Pasak jo, tai veikia tada, kai yra „itin tankus vandenilio ekranas, toks tankus, kad jis labiau panašus į didžiulės žvaigždės paviršių nei į ploną tarpžvaigždinį ūką“.

Būtent ši detalė daro atradimą tokį intriguojantį. Teleskopas mato kažką panašaus į žvaigždės švytėjimą, tačiau energijos šaltinis gali būti visai kitas. Ne branduolinės reakcijos žvaigždės gelmėse, o centrinė juodoji skylė, traukianti medžiagą ir išlaisvinanti milžiniškus energijos kiekius.

„Maži raudoni taškeliai“ gali slėpti pirmųjų juodųjų skylių istoriją

Jameso Webbo teleskopas ankstyvoje visatoje aptiko daug mažų raudonų objektų. Dalis jų galėjo būti laikomi ankstyvosiomis galaktikomis, bet naujas atradimas verčia į juos žiūrėti atsargiau. Gali būti, kad bent kai kurie iš šių taškelių slepia vadinamąsias juodosios skylės žvaigždes – objektus, kuriuose juodoji skylė yra apgaubta tankiu dujų sluoksniu.

R. Naidu yra sakęs, kad tokios juodosios skylės žvaigždės gali atspindėti „galbūt kiekvienos supermasyvios juodosios skylės gimimo istoriją“. Kitaip tariant, tai gali būti ne tik vienas keistas objektas, o užuomina į procesą, kuris kadaise padėjo užaugti didžiausioms visatos juodosioms skylėms.

Tai nereiškia, kad visi raudoni taškeliai automatiškai yra tokie hibridai. Tačiau dabar mokslininkai turi naują galimą paaiškinimą. O kai atsiranda naujas paaiškinimas, tenka iš naujo peržiūrėti ir ankstesnius stebėjimus.

Atradimas, kuris gali pakeisti vadovėlius

Astronomai neslepia susijaudinimo. Tokie radiniai ne tik papildo žinomų kosminių objektų sąrašą. Jie verčia iš naujo kelti klausimus apie tai, kaip gimė pirmosios juodosios skylės, kaip formavosi ankstyvosios galaktikos ir kokie procesai vyko vos keliems šimtams milijonų metų praėjus po Didžiojo sprogimo.

„Astronomai, tyrinėjantys ankstyvąją visatą, dabar labai susijaudinę. Perrašome vadovėlius ir pildome naujus skyrius dalykais, apie kurių egzistavimą net nežinojome“, – sakė R. Naidu.

Iki Jameso Webbo teleskopo daug kas buvo tik teorija arba labai miglotas vaizdas. Dabar mokslininkai mato ankstyvąją visatą daug detaliau, o kartu atranda dalykų, kurie netelpa į senus paprastus paaiškinimus.

MoM-BH*-1 gali būti vienas iš tų objektų, kurie vėliau bus minimi kaip lūžio taškas. Ne todėl, kad jis iš karto atsako į visus klausimus, o todėl, kad parodo: ankstyvoji visata turėjo mechanizmų, kurių dar iki galo nesuprantame.

Kosmose aptiktas raudonas taškas iš pirmo žvilgsnio atrodo mažas. Tačiau jo reikšmė gali būti milžiniška. Jei mokslininkų aiškinimas pasitvirtins, tai bus ne šiaip dar vienas tolimas objektas, o užuomina į tai, kaip visatoje gimė pirmieji juodųjų skylių milžinai.