Telescopul spațial James Webb a descoperit un obiect cosmic nemaivăzut. „Steaua cu gaură neagră” poate explica un mare mister al Universului
Telescopul spațial James Webb a observat un obiect cosmic atât de neobișnuit încât astronomii cred că ar putea aparține unei categorii necunoscute până acum. Acesta arată ca o stea gigantică și strălucește într-o nuanță roșiatică, dar energia sa nu este produsă prin reacțiile nucleare întâlnite în stelele obișnuite.
În interiorul obiectului s-ar afla, de fapt, o gaură neagră ascunsă într-un înveliș uriaș de gaz. Cercetătorii au numit această structură „black hole star”, adică „stea cu gaură neagră”. Descoperirea ar putea explica felul în care unele găuri negre au crescut incredibil de repede în primele sute de milioane de ani după Big Bang.
Nu este simultan și stea, și gaură neagră
Obiectul, denumit MoM-BH*-1, a fost observat într-o regiune a cerului aflată în constelația Balena. Lumina sa a pornit la drum când Universul avea o vârstă de aproximativ 660 de milioane de ani, ceea ce înseamnă că astronomii privesc direct către una dintre primele etape ale istoriei cosmice.
Denumirea de „stea cu gaură neagră” nu trebuie interpretată literal. MoM-BH*-1 nu este o stea obișnuită care s-a transformat parțial într-o gaură neagră. Simulările sugerează că în centrul său se află o gaură neagră masivă, înconjurată de un nor extrem de dens de gaz, cu dimensiuni comparabile cu cele ale Sistemului Solar.
Pe măsură ce gaura neagră atrage gazul din jur, materia este încălzită și eliberează o cantitate enormă de radiație. Învelișul devine astfel asemănător atmosferei unei stele, iar obiectul capătă caracteristici asociate în mod normal corpurilor stelare, deși sursa energiei este complet diferită.
„Strălucește cu energia asociată în mod obișnuit găurilor negre, dar prezintă în același timp semnături atribuite în mod clasic stelelor”, a explicat astrofizicianul Rohan Naidu, coordonatorul cercetării, citat de The Guardian. Rezultatele echipei internaționale au fost publicate în revista științifică Nature.
Este de 100 de miliarde de ori mai luminos decât o stea obișnuită
MoM-BH*-1 este cel mai roșu obiect identificat în arhiva de imagini a telescopului James Webb. Spectrul său luminos se modifică brusc la o anumită lungime de undă, o caracteristică atât de pronunțată încât cercetătorii nu au găsit un echivalent printre clasele cunoscute de stele, galaxii sau găuri negre.
Obiectul eliberează de aproximativ 100 de miliarde de ori mai multă energie decât o stea obișnuită. Este atât de strălucitor încât lumina sa acoperă aproape complet galaxia în care se află, permițând astronomilor să analizeze relativ clar radiația produsă în apropierea găurii negre centrale.
Acest detaliu este esențial. În cazul altor structuri similare, lumina produsă de stelele galaxiei gazdă se amestecă cu cea provenită din jurul găurii negre, iar cercetătorii au dificultăți în a stabili ce anume observă. MoM-BH*-1 oferă o imagine mai curată a motorului cosmic ascuns sub învelișul de gaz.
Naidu a descris descoperirea drept una „la un miliard”, deoarece în arhivele care conțin observații asupra miliardelor de stele, galaxii și găuri negre nu există un alt obiect cu exact aceleași caracteristici. Astronomii vor continua observațiile pentru a-i determina mai precis dimensiunea și compoziția învelișului.
Misterul micilor puncte roșii observate de James Webb
Descoperirea ar putea explica și enigmaticele „little red dots”, mici puncte roșii pe care telescopul James Webb le-a identificat în număr mare în Universul timpuriu. La început, astronomii au crezut că acestea ar putea fi galaxii foarte compacte, grupuri de stele neobișnuit de masive sau găuri negre ascunse de praf.
MoM-BH*-1 susține o altă posibilitate: cel puțin unele dintre punctele roșii ar putea fi găuri negre tinere, înconjurate de învelișuri dense de gaz. Am mai scris despre punctele roșii descoperite cu ajutorul telescoapelor James Webb și Chandra și despre ipoteza potrivit căreia acestea ascund găuri negre aflate într-o etapă timpurie de dezvoltare.
Această etapă ar putea reprezenta veriga lipsă dintre formarea unei găuri negre și apariția unui quasar, un nucleu galactic extrem de luminos. Învelișul de gaz i-ar permite găurii negre să consume materia într-un ritm foarte ridicat și să ajungă rapid la dimensiuni uriașe.
Existența găurilor negre supermasive atât de devreme după Big Bang a reprezentat mult timp o problemă pentru modelele cosmologice. În scenariile clasice, acestea nu ar fi avut suficient timp să crească. „Stelele cu gaură neagră” ar putea oferi mecanismul lipsă, dar cercetătorii subliniază că ipoteza trebuie confirmată prin observarea altor obiecte asemănătoare și prin analize suplimentare ale lui MoM-BH*-1.