Kosmosā atklāts objekts, ko zinātnieki negaidīja: tas izskatās pēc zvaigznes, bet iekšpusē slēpj melno caurumu

Džeimsa Veba kosmiskais teleskops vēlreiz parādīja, ka agrīnais Visums bija daudz dīvaināks, nekā zinātnieki ilgi uzskatīja. Astronomi atklāja objektu, kas pirmajā acu uzmetienā atgādina milzīgu sarkanu zvaigzni, taču tā enerģija un uzbūve liecina par pavisam citu ainu. Tas varētu būt jauna tipa kosmiskais ķermenis – zvaigznes un melnā cauruma hibrīds, kura centrā slēpjas masīvs melnais caurums, bet ap to stiepjas blīvs gāzu apvalks.

Objekts nosaukts par MoM-BH-1*. Tas pastāvēja laikā, kad Visums vēl bija ļoti jauns – tikai dažus simtus miljonu gadu pēc Lielā sprādziena. Astronomiem tas ir īpaši svarīgi, jo šāds atradums var palīdzēt atbildēt uz vienu no lielākajiem kosmoloģijas jautājumiem: kā tik agri Visumā varēja rasties tik masīvi melnie caurumi.

„Mēs uzskatām, ka centrālais melnais caurums ir 100 tūkstošus reižu masīvāks par Sauli, – sacīja astronoms Rohans Naidu. – Bet ap šo melno caurumu būtu ļoti plašs gāzu apvalks, kas izskatās kā Saules sistēmas izmēra zvaigzne.“

Sarkans punkts, kas izrādījās pārāk spožs

Viss sākās ar tā dēvētajiem „mazajiem sarkanajiem punktiņiem“, kurus Džeimsa Veba teleskops arvien biežāk fiksē visattālākajos kosmosa attēlos. Sākumā tie izskatījās pēc kādas agrīno galaktiku detaļas, taču, jo vairāk zinātnieki uz tiem raudzījās, jo skaidrāks kļuva, ka kaut kas šeit nesakrīt.

MoM-BH*-1 bija viens no šādiem objektiem. Tas izskatījās kā ļoti spilgts sarkans plankums. Tomēr tā gaisma bija tik spēcīga, ka ar parastas zvaigznes skaidrojumu vairs nepietika. Objekts izstaroja aptuveni 100 miljardus reižu vairāk enerģijas nekā jebkura zināmā zvaigzne. Tas jau vairāk atgādināja nevis zvaigznes, bet melnā cauruma darbību.

No ārpuses šāds veidojums var izskatīties kā Saules sistēmas izmēra zvaigzne, taču iekšpusē to nebaro parastie zvaigznei raksturīgie procesi. Galvenais „dzinējs“ šeit varētu būt melnais caurums, kura gravitācija pievelk matēriju un pārvērš to par milzīgu enerģijas avotu.

Zinātnieki meklēja galaktikas, bet atrada kaut ko dīvaināku

Interesantākais ir tas, ka sākumā zinātnieki nemaz nemeklēja jaunu kosmisko objektu klasi. Viņi pētīja agrīnās galaktikas un centās saprast, vai neparasti spožie objekti, kas redzami Džeimsa Veba teleskopā, ir īstas galaktikas vai optiski efekti.

Viens no projekta nosaukumiem – „Mirāža vai brīnums“ – ļoti precīzi atspoguļo pašu problēmu. Agrīnā Visuma attēlos daži objekti izskatās tik spoži, ka rodas jautājums: vai tie patiešām ir tādi, kā izskatās, vai arī mūsu acis un instrumenti redz kaut ko maldinošu?

MoM-BH*-1 uzreiz izcēlās. Tā gaismas spektrs bija neparasts: tam bija ļoti spēcīgs Balmera lūzums – spektrāla pazīme, ko bieži saista ar zvaigžņu atmosfērām. Tomēr mērogs bija tik liels, ka parastas zvaigznes versija kļuva gandrīz neiespējama.

Vēl viena svarīga lieta – objektā gandrīz nebija smago elementu, kurus dēvē par metāliem. Gaismā dominēja ūdeņradis un hēlijs. Tas saskan ar ļoti agrīnā Visuma vidi, kad smagākie elementi vēl nebija paspējuši plaši izveidoties.

„Tik blīvs, ka vairāk atgādina zvaigznes virsmu“

Saskaņā ar zinātnieku modeļiem MoM-BH*-1 var skaidrot kā masīvu melno caurumu, kas aktīvi aprij apkārt esošo matēriju, taču ir ieskauts ārkārtīgi blīvā ūdeņraža kokonā. Šis kokons ir tik blīvs, ka no ārpuses atgādina milzīgas zvaigznes virsmu, nevis plānu gāzu mākoni.

MKI direktors Roberts Simko sacīja, ka pētnieku komandu pārsteidza pats fakts, ka tik spēcīgu apsārtumu iespējams izskaidrot ar ārkārtīgi blīvu ūdeņraža slāni. Pēc viņa teiktā, tas darbojas tad, kad pastāv „ārkārtīgi blīvs ūdeņraža aizsegs, tik blīvs, ka tas vairāk līdzinās milzīgas zvaigznes virsmai nekā plānam starpzvaigžņu miglājam“.

Tieši šī detaļa padara atklājumu tik intriģējošu. Teleskops redz kaut ko līdzīgu zvaigznes mirdzumam, taču enerģijas avots var būt pavisam cits. Nevis kodolreakcijas zvaigznes dzīlēs, bet centrālais melnais caurums, kas pievelk matēriju un atbrīvo milzīgus enerģijas daudzumus.

„Mazie sarkanie punktiņi“ var slēpt pirmo melno caurumu vēsturi

Džeimsa Veba teleskops agrīnajā Visumā atklāja daudz mazu sarkanu objektu. Daļu no tiem varēja uzskatīt par agrīnām galaktikām, taču jaunais atklājums liek uz tiem raudzīties piesardzīgāk. Iespējams, ka vismaz daži no šiem punktiņiem slēpj tā dēvētās melnā cauruma zvaigznes – objektus, kuros melno caurumu ieskauj blīvs gāzu slānis.

R. Naidu ir teicis, ka šādas melnā cauruma zvaigznes var atspoguļot „iespējams, katra supermasīvā melnā cauruma dzimšanas vēsturi“. Citiem vārdiem sakot, tas varētu nebūt tikai viens dīvains objekts, bet gan norāde uz procesu, kas savulaik palīdzēja izaugt lielākajiem Visuma melnajiem caurumiem.

Tas nenozīmē, ka visi sarkanie punktiņi automātiski ir šādi hibrīdi. Tomēr tagad zinātniekiem ir jauns iespējamais skaidrojums. Bet, kad parādās jauns skaidrojums, no jauna nākas pārskatīt arī iepriekšējos novērojumus.

Atklājums, kas var mainīt mācību grāmatas

Astronomi neslēpj sajūsmu. Šādi atradumi ne tikai papildina zināmo kosmisko objektu sarakstu. Tie liek no jauna uzdot jautājumus par to, kā radās pirmie melnie caurumi, kā veidojās agrīnās galaktikas un kādi procesi norisinājās tikai dažus simtus miljonu gadu pēc Lielā sprādziena.

„Astronomi, kuri pēta agrīno Visumu, tagad ir ļoti satraukti. Mēs pārrakstām mācību grāmatas un papildinām jaunas nodaļas ar lietām, par kuru eksistenci pat nenojautām“, – sacīja R. Naidu.

Līdz Džeimsa Veba teleskopam daudz kas bija tikai teorija vai ļoti miglains priekšstats. Tagad zinātnieki redz agrīno Visumu daudz detalizētāk un vienlaikus atklāj lietas, kas neiekļaujas vecajos vienkāršajos skaidrojumos.

MoM-BH*-1 varētu būt viens no tiem objektiem, kas vēlāk tiks minēts kā lūzuma punkts. Ne tāpēc, ka tas uzreiz atbild uz visiem jautājumiem, bet tāpēc, ka parāda: agrīnajā Visumā pastāvēja mehānismi, kurus mēs vēl līdz galam nesaprotam.

Kosmosā atklātais sarkanais punkts pirmajā acu uzmetienā izskatās mazs. Taču tā nozīme var būt milzīga. Ja zinātnieku skaidrojums apstiprināsies, tas nebūs vienkārši vēl viens tāls objekts, bet gan norāde uz to, kā Visumā radās pirmie melno caurumu milži.