Punctul roșu care poate schimba povestea Universului timpuriu: descoperirea surpriză făcută cu Chandra și James Webb

Un obiect minuscul, roșiatic și extrem de îndepărtat le poate oferi astronomilor una dintre cele mai bune indicii de până acum despre felul în care au crescut primele găuri negre supermasive din Univers. Descoperirea vine din combinarea datelor obținute de Observatorul Chandra, specializat în raze X, cu observațiile realizate de telescopul spațial James Webb, instrumentul care a schimbat radical modul în care privim copilăria cosmosului.

Obiectul, cunoscut oficial drept 3DHST-AEGIS-12014, se află la aproximativ 11,8 miliarde de ani-lumină de Pământ și seamănă cu enigmaticele „little red dots”, acele puncte roșii compacte observate în număr mare de James Webb în Universul timpuriu. Diferența majoră este că acesta emite raze X, lucru pe care celelalte obiecte similare nu păreau să îl facă. Iar tocmai această diferență poate fi cheia întregului mister, scrie presa de specialitate.

Ce sunt punctele roșii care au intrigat astronomii

De când James Webb a început să observe galaxiile foarte îndepărtate, astronomii au remarcat sute de obiecte mici, compacte și roșii, aflate la distanțe uriașe. Ele apar în imaginile infraroșii ca niște pete discrete, dar caracteristicile lor nu se potrivesc perfect nici cu galaxiile obișnuite, nici cu modelele clasice pentru găurile negre active.

Una dintre ipotezele principale este că aceste puncte roșii ar putea ascunde găuri negre supermasive aflate într-o fază rapidă de creștere. Problema era că, dacă într-adevăr sunt alimentate de găuri negre, astronomii se așteptau să vadă și emisii puternice de raze X. În majoritatea cazurilor, acestea lipseau, ceea ce a complicat explicația.

Vezi și:

7 semne că un anunț de cazare de pe Booking ar putea fi fals. Ce trebuie să verifici înainte să plătești

O altă ipoteză vorbește despre așa-numitele „stele cu gaură neagră”, obiecte exotice din Universul timpuriu, în care un nucleu de gaură neagră ar fi învelit de cantități uriașe de gaz. Aceste structuri ar putea reprezenta o etapă de tranziție între colapsul norilor masivi de gaz și apariția găurilor negre supermasive din centrele galaxiilor.

„Punctele roșii mici” sunt obiecte extrem de compacte, observate recent de telescopul spațial James Webb al NASA. (NASA/ESA/CSA/STScI/Dale Kocevski, Colby College)

De ce 3DHST-AEGIS-12014 este atât de important

3DHST-AEGIS-12014 are aproape toate trăsăturile unui „little red dot”: este mic, roșu și extrem de îndepărtat. Spre deosebire de celelalte, însă, el strălucește în raze X. Acest detaliu sugerează că în interiorul său ar putea exista o gaură neagră activă, care atrage gaz și materie în jurul ei, generând radiații intense.

Explicația propusă de cercetători este spectaculoasă. Obiectul ar putea fi surprins într-o fază intermediară, în care gaura neagră este încă înconjurată de nori groși de gaz, dar acești nori au început să devină neregulați. Prin golurile apărute în învelișul de gaz, razele X pot scăpa spre exterior și pot fi detectate de Chandra.

Vezi și:

Astronomii cred că au descifrat misterul unor semnale bizare venite din spațiu

Cum ar putea muri Soarele nostru. Astronomii au privit în nebuloasa „Crystal Ball” și au văzut viitorul Sistemului Solar

Această imagine ar rezolva o parte importantă a puzzle-ului. Dacă multe dintre punctele roșii ascund găuri negre tinere, dar acoperite de gaz, lipsa razelor X nu mai este atât de misterioasă. Ele nu lipsesc neapărat pentru că gaura neagră nu există, ci pentru că radiația este blocată. 3DHST-AEGIS-12014 ar putea fi cazul rar în care astronomii prind obiectul exact când învelișul începe să se deschidă.

O imagine compozită în lumină optică și infraroșie, centrată pe micul punct roșu care emite raze X. Imaginea Chandra în raze X a punctului, colorată în violet, apare în medalion și arată că obiectul este luminos în raze X. (Raze X: NASA/CXC/Max Planck Inst./R. Hviding et al.; optic/infraroșu: NASA/ESA/STScI/HST; procesare imagine: NASA/CXC/SAO/N. Wolk)

O fereastră spre formarea găurilor negre supermasive

Miza este uriașă, pentru că astronomii încă încearcă să explice cum au putut apărea găuri negre supermasive atât de devreme în istoria Universului. Aceste obiecte, care ajung să aibă mase de milioane sau miliarde de ori mai mari decât Soarele, par să fi crescut mult mai repede decât permiteau unele modele clasice.

Dacă punctele roșii sunt, într-adevăr, coconi cosmici în care găurile negre tinere se hrănesc intens, atunci ele pot reprezenta veriga lipsă dintre norii primordiali de gaz și galaxiile dominate de găuri negre active. Practic, astronomii ar putea vedea nu doar rezultatul final, ci una dintre etapele prin care aceste monstruozități cosmice au ajuns să domine centrele galaxiilor.

Descoperirea nu închide misterul, ci îl face mai interesant. Cercetătorii trebuie să confirme dacă 3DHST-AEGIS-12014 este cu adevărat un punct roșu în tranziție și dacă mecanismul observat aici se aplică și altor obiecte similare. Vor fi necesare observații suplimentare, mai ales pentru a urmări variațiile în raze X și pentru a înțelege dacă emisii similare apar intermitent și la alte puncte roșii.

Pentru moment, obiectul descoperit cu ajutorul Chandra și James Webb funcționează ca o fisură într-un perete cosmic. Prin ea, astronomii pot privi mai adânc în mecanismele care au modelat primele structuri mari ale Universului. Iar dacă ipoteza se confirmă, aceste puncte roșii aparent modeste ar putea deveni unele dintre cele mai importante indicii despre originea găurilor negre supermasive.

Cum faci un cocktail clasic cu whiskey de secară și cognac – Vieux Carré spune o poveste de aproape 90 de ani