Ένα αίνιγμα από τα πρώτα χρόνια του σύμπαντος -
Οι λεγόμενες «μικρές κόκκινες κουκκίδες», που έχουν προβληματίσει την επιστημονική κοινότητα από τις πρώτες παρατηρήσεις του James Webb Space Telescope στο πρώιμο σύμπαν, φαίνεται πως ταυτοποιήθηκαν οριστικά. Σύμφωνα με νέα μελέτη επιστημόνων του University of Copenhagen, πρόκειται για υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται κρυμμένες μέσα σε πυκνά «κουκούλια» ιονισμένου αερίου.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature, έρχεται να δώσει απαντήσεις σε ένα από τα πιο αινιγματικά φαινόμενα που κατέγραψε το υπερσύγχρονο τηλεσκόπιο JWST, κοιτώντας πίσω σε μια εποχή όπου το σύμπαν είχε ηλικία μόλις μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Ένα αίνιγμα από τα πρώτα χρόνια του σύμπαντος
Οι «κόκκινες κουκκίδες» εντοπίστηκαν σε εικόνες που χρονολογούνται περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν και εξαφανίζονται περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα. Αρχικά, οι αστρονόμοι υπέθεσαν ότι επρόκειτο για τους πρώτους, νεογέννητους γαλαξίες. Ωστόσο, αυτή η εξήγηση δεν ταίριαζε με τα υπάρχοντα μοντέλα κοσμολογικής εξέλιξης, σύμφωνα με τα οποία οι πρώτοι γαλαξίες δεν θα έπρεπε να είναι τόσο ορατοί τόσο νωρίς μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Μια εναλλακτική θεωρία ήταν ότι οι κουκκίδες σχετίζονταν με μαύρες τρύπες. Εκεί, όμως, προέκυπτε ένα νέο πρόβλημα: πώς θα μπορούσαν τέτοια αντικείμενα να έχουν αποκτήσει τόσο μεγάλη μάζα σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα μετά το Big Bang.
Υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε φάση «ταχείας ανάπτυξης»
Η νέα μελέτη δείχνει ότι οι μαύρες τρύπες πίσω από τις «μικρές κόκκινες κουκκίδες» είναι σημαντικά μικρότερες απ’ ό,τι είχε αρχικά εκτιμηθεί. Όπως εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας, καθηγητής Darach Watson, οι επιστήμονες παρατηρούν αυτές τις μαύρες τρύπες σε μια ενδιάμεση και μέχρι σήμερα άγνωστη φάση της ανάπτυξής τους.
Το αέριο που τις περιβάλλει λειτουργεί ως «καύσιμο». Καθώς το υλικό πέφτει προς τη μαύρη τρύπα, σχηματίζει έναν δίσκο και συμπιέζεται σε τέτοιο βαθμό ώστε αναπτύσσονται θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών. Η ακτινοβολία που παράγεται απορροφάται και επανεκπέμπεται από το ιονισμένο αέριο, δίνοντας στις πηγές αυτές το χαρακτηριστικό κόκκινο χρώμα.
Oι επιστήμονες λένε ότι αυτά τα σημεία είναι στην πραγματικότητα νεαρές μαύρες τρύπες τυλιγμένες σε ένα κουκούλι ιονισμένων αερίων, που τους δίνει μια χαρακτηριστική κόκκινη λάμψη
Τι έδειξε η ανάλυση του φωτός
Οι ερευνητές μελέτησαν τις φασματικές γραμμές –το «δακτυλικό αποτύπωμα» του φωτός– από αρκετές τέτοιες κουκκίδες. Διαπίστωσαν ότι έλειπε μεγάλο μέρος της υπεριώδους και της ακτινοβολίας Χ, κάτι που υποδηλώνει ότι το φως περνά μέσα από πυκνά νέφη αερίου.
Παράλληλα, τα δεδομένα έδειξαν ότι οι διαστάσεις των αντικειμένων αυτών είναι πολύ μικρότερες απ’ ό,τι είχε θεωρηθεί: της τάξης λίγων ημερών ή εβδομάδων φωτός. Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι οι μάζες τους είναι έως και 100 φορές μικρότερες από προηγούμενες εκτιμήσεις.
Παρότι μικρότερες σε σχέση με τις αρχικές υποθέσεις, οι μαύρες αυτές τρύπες παραμένουν γιγαντιαίες σε ανθρώπινη κλίμακα: φτάνουν έως και 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου.
Κλειδί για την κατανόηση της κοσμικής εξέλιξης
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι οι «διατροφικές φρενίτιδες» αυτών των νεαρών μαύρων τρυπών τους επέτρεψαν να αναπτυχθούν με ρυθμούς κοντά στο θεωρητικό όριο Eddington, δηλαδή στο μέγιστο δυνατό επίπεδο απορρόφησης ύλης. Αυτό μπορεί να εξηγεί γιατί έχουν ήδη εντοπιστεί υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζες δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από του Ήλιου, μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Watson, τα αντικείμενα αυτά λειτουργούν ως «χαμένοι κρίκοι» ανάμεσα στις μικρές μαύρες τρύπες αστρικής μάζας και στα πραγματικά κοσμικά «τέρατα» που συναντώνται στους κβάζαρ. Η ανακάλυψη, όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, διευκολύνει σημαντικά την κατανόηση του πώς σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν οι πρώτες μαύρες τρύπες στο σύμπαν.
