Telescopul spatial James Webb a detectat o galaxie aflata intr-o etapa foarte timpurie a evolutiei Universului, cunoscuta sub numele de „zorii cosmici”. Lumina de la galaxia J1120+0641 a calatorit aproape la fel de mult timp pentru a ajunge la Pamant cat a durat evolutia Universului pana in prezent. Masuratorile au aratat ca gaura neagra din centrul galaxiei ar putea cantari mai mult de un miliard de mase solare la acea vreme, fapt care a nedumerit astrofizicienii.
Primele miliarde de ani din istoria cosmica reprezinta o provocare pentru stiinta, deoarece cele mai vechi gauri negre cunoscute din centrele galaxiilor sunt surprinzator de masive. Cum au devenit atat de masive si atat de rapid? Noile observatii ofera dovezi convingatoare impotriva unora dintre teoriile propuse, in special ideea unei „diete super-eficiente”.
Cresterea gaurilor negre nu poate fi arbitrar de rapida
Mult timp, astronomii au presupus ca gaurile negre supermasive din centrele galaxiilor ar trebui sa creasca treptat odata cu galaxiile in sine. Dar cresterea gaurilor negre nu poate fi arbitrar de rapida. Materia care cade intr-o gaura neagra formeaza un disc de acretie turbionar, fierbinte si stralucitor. Cand acest lucru se intampla in jurul unei gauri negre supermasive, rezultatul este un nucleu galactic activ. Cele mai stralucitoare dintre aceste obiecte, quasarii, se numara printre cele mai stralucitoare obiecte astronomice din intreg spatiul in general. Dar aceasta stralucire limiteaza cantitatea de materie care cade in gaura neagra. Lumina exercita o presiune care poate impiedica caderea spre interior a materiei suplimentare.
Gauri negre supermasive inca de la inceput?
De aceea astronomii au fost surprinsi cand au gasit gauri negre foarte tinere care au atins totusi o masa de 10 miliarde de mase solare. Vedem cei mai indepartati quasari cunoscuti asa cum aratau in timpul zorilor cosmici – la mai putin de un miliard de ani dupa Big Bang, cand s-au format primele stele si galaxii.
Unii oameni de stiinta au sugerat ca gaurile negre timpurii erau mult mai eficiente in acretia gazului, adica in absorbtia acestuia din spatiul inconjurator sub influenta gravitatiei, decat omologii lor moderni. Sau poate ca prezenta prafului a influentat estimarile masei quasarilor intr-un mod in care cercetatorii au supraestimat masa gaurilor negre timpurii? Au existat multe explicatii propuse, dar niciuna nu a fost acceptata in general.
Observatii unice in infrarosu
Observatiile galaxiei J1120+0641 au avut loc in ianuarie 2023 si reprezinta primul studiu in infrarosu mediu al unui quasar in timpul zorilor cosmici, la doar 770 de milioane de ani dupa Big Bang. Informatiile despre gaura neagra au fost obtinute nu din imagine, ci din spectrul in infrarosu.
In aproape toate proprietatile care pot fi deduse din spectru, J1120+0641 nu difera de quasarii din epocile mai recente. Ceea ce este amuzant este ca noile observatii ale gaurii negre nu au facut decat sa adauge la mistere si au aratat ca quasarii timpurii erau surprinzator de „normali”, scrie Phys.org.
„Indiferent de lungimile de unda la care ii observam, quasarii sunt practic identici in toate epocile existentei Universului”, noteaza astrofizicienii. In opinia lor, nu numai gaurile negre supermasive in sine, ci si mecanismele de „hranire” a acestora erau deja pe deplin formate cand varsta Universului era de doar 5% din cea actuala.
Rezultatele sustin ideea ca gaurile negre supermasive aveau o masa enorma inca de la inceput. Gaurile negre supermasive nu s-au format din ramasitele stelelor timpurii care apoi au devenit foarte rapid masive, ci trebuie sa se fi format intr-un stadiu timpuriu cu o masa initiala de cel putin sute de mii de mase solare – probabil ca urmare a colapsului unor nori masivi de gaz timpuriu.
Noile descoperiri ale telescopului James Webb au adancit misterul gaurilor negre supermasive din zorii Universului. Ramane de vazut ce alte surprize ne rezerva explorarea timpurie a cosmosului. Ce parere aveti despre aceste observatii uimitoare? Impartasiti-va gandurile in comentarii!
Sursa imaginii: Shutterstock
Subiecte abordate in articol: gauri negre supermasive telescopul James Webb zorii cosmici Universul timpuriu
Informatiile prezentate se bazeaza pe observatiile astronomice publicate in revista stiintifica Phys.org.
