Teleskop Webba odkrył coś niezwykłego. To tak formowały się czarne dziury

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) działa zaledwie od kilku lat, ale już teraz jego osiągnięcia zaczynają zmieniać naszą wiedzę o kosmosie, a najnowsze omawia serwis Universe Today. Chodzi o nowy zestaw danych, który dostali do rąk astronomowie i który zawiera 4000 nowych widm odległych obiektów.

Czym są widma? Wyobraź sobie, że rozszczepiasz światło przez pryzmat, tak jak robi to kropla deszczu tworząca tęczę. Otrzymujesz pasmo kolorów – od czerwieni do fioletu. Właśnie to jest widmo światła. Tylko że astronomowie robią to w dużo bardziej zaawansowany sposób: patrzą nie tylko na kolory, ale analizują precyzyjne długości fal i ich linie spektralne.

Różne pierwiastki i procesy fizyczne zostawiają charakterystyczne linie w takim widmie. Na przykład wodór, najpowszechniejszy pierwiastek we wszechświecie, daje bardzo rozpoznawalne linie, w tym tzw. linię H-alfa, która pojawia się, gdy atomy wodoru są pobudzane, np. przez gorącą materię spadającą na czarną dziurę.

Już pewnie czujecie, gdzie zmierzamy.

Z otrzymanych 4000 widm zespół pod kierownictwem Sophii Geris z Uniwersytetu w Cambridge postanowił skupić się na 600 galaktykach, które istniały w bardzo wczesnym okresie wszechświata, zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. W ich centrach mogły się kryć czarne dziury, ale nie takie, o jakich zazwyczaj czytamy.

Nie chodziło tu o jasne, aktywne centra galaktyk znane jako AGN, które z łatwością przykuwają uwagę. Wręcz przeciwnie: badacze odrzucili z analizy te najbardziej oczywiste i skupili się na tym, co ledwo widoczne.

W przypadku badania wczesnych galaktyk przez JWST naukowcy analizowali widma światła pochodzącego z tych odległych obiektów. Po złożeniu wielu słabych sygnałów z różnych galaktyk udało się dostrzec drobne, ale istotne ślady, np. właśnie linię H-alfa, świadczące o obecności aktywnych czarnych dziur, nawet jeśli były one bardzo małe i słabe.

Najciekawsze jest to, że odkryte czarne dziury są znacznie mniejszych niż te, które tradycyjnie brano pod uwagę przy rozważaniu czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Zamiast miliardów mas Słońca, miały ich zaledwie około miliona. To jak porównać kosiarkę do kombajnu - działa, ale mniej spektakularnie.

Do tej pory wiele badań sugerowało, że wczesne galaktyki miały za duże czarne dziury jak na swój rozmiar, co rodziło pytania, czy to czarna dziura powstaje pierwsza, a dopiero potem buduje się wokół niej galaktyka. Nowe dane z JWST sugerują coś odwrotnego: że w wielu przypadkach to galaktyki powstawały najpierw, a czarne dziury rosły w ich centrach powoli i niepozornie.

To fundamentalna zmiana w naszym rozumieniu tego, jak kształtował się wszechświat. Oznacza też, że przez lata mogliśmy pomijać ogromną liczbę cichych czarnych dziur, które nie rzucały się w oczy, ale wciąż miały wpływ na ewolucję kosmicznych struktur.

Więcej na Spider's Web:

Nowa, przełomowa praca grupy badaczy pod kierownictwem Sophii Geris z Uniwersytetu w Cambridge (opublikowana na serwerze arXiv) wnosi sporo kontekstu do tego, jak formowały się czarne dziury w początkach wszechświata.

Gdy myślimy o czarnych dziurach, zazwyczaj przywołujemy obrazy gigantycznych potworów pożerających wszystko, co znajdzie się zbyt blisko. Tymczasem najnowsze badania prowadzone przez zespół naukowców z Uniwersytetu w Cambridge pokazują, że w początkach wszechświata to nie tylko te największe odgrywały kluczową rolę.

Mniejsze, często niezauważalne w tradycyjnych obserwacjach, również miały ogromny wpływ na formowanie się galaktyk i struktur, które dzisiaj tworzą nasz kosmiczny krajobraz. A wszystko to dzięki Teleskopowi Jamesa Webba, który zagląda dalej i głębiej niż jakiekolwiek urządzenie przed nim.