Un supercomputer japonez ar putea fi rezolvat misterul „Little Red Dots” observate de James Webb

Printre cele mai misterioase obiecte descoperite de telescopul spațial James Webb se numără așa-numitele „Little Red Dots”, puncte mici și foarte roșii care apar în imaginile din Universul timpuriu. Până acum, astronomii au avut mai multe întrebări decât răspunsuri despre natura lor. Simulările realizate cu un supercomputer japonez oferă însă un scenariu care leagă aceste obiecte de una dintre marile probleme ale cosmologiei: apariția foarte rapidă a găurilor negre supermasive.

Cercetătorii au folosit supercomputerul ATERUI III pentru a recrea condițiile existente în primele sute de milioane de ani ale Universului. Rezultatele arată că „Little Red Dots” ar putea fi găuri negre aflate într-un proces de creștere extrem de rapidă, posibil datorită unor condiții care nu mai există în Universul actual, scrie revista Phys.

O simulare care merge până la norii de gaz

Studiul, publicat în revista „Nature”, a fost realizat de o echipă condusă de Sunmyon Chon, de la Max Planck Institute for Astrophysics. Cercetătorii au folosit capacitatea de calcul a ATERUI III, operat de National Astronomical Observatory of Japan, pentru a realiza unele dintre cele mai detaliate simulări cosmologice ale Universului timpuriu.

Simularea a pornit de la mediul din jurul unei galaxii aflate în perioada timpurie a Universului și a urmărit apoi procesele la nivelul norilor individuali de gaz. Acest nivel de detaliu a fost posibil datorită puterii de calcul și rezoluției supercomputerului japonez.

Modelul indică un proces care începe cu radiația ultravioletă foarte intensă provenită de la galaxiile aflate în apropiere. Această radiație poate împiedica norii de gaz să formeze numeroase stele mici. În schimb, în anumite condiții, gazul se poate concentra într-o singură stea supermasivă.

Când această stea se prăbușește, rezultatul este o sămânță de gaură neagră. În jurul ei se formează apoi un disc foarte dens de gaz, care creează condițiile necesare pentru o creștere mult mai rapidă decât cea posibilă în Universul de astăzi.

Găurile negre creșteau de zeci de ori mai repede

Mediul din jurul acestor găuri negre timpurii este esențial. Cantitatea mare de gaz poate alimenta gaura neagră, iar radiația produsă în timpul procesului rămâne prinsă în regiunea densă din jurul ei.

Vezi și:

Un semnal misterios a călătorit peste 10 miliarde de ani până la Pământ. Astronomii au identificat cea mai îndepărtată explozie radio cunoscută

James Webb vede urmele unor coliziuni între lumi de mărimea lui Marte. Descoperirea poate explica trecutul violent al Pământului

Conform simulărilor, acest mecanism permite găurilor negre să crească de zeci de ori mai repede decât ar putea în condițiile existente în prezent. Iar proprietățile acestor găuri negre care se dezvoltă accelerat se potrivesc cu ceea ce James Webb a observat în cazul „Little Red Dots”.

Aici apare legătura cu una dintre cele mai vechi probleme ridicate de observarea Universului timpuriu. Astronomii au găsit găuri negre supermasive cu mase de milioane sau chiar miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui la mai puțin de 600 de milioane de ani după Big Bang.

Problema este evidentă: cum au avut timp să ajungă atât de mari într-un interval atât de scurt? Dacă au pornit de la semințe suficient de mici, ritmul obișnuit de acumulare a materiei nu pare să fie suficient pentru a explica asemenea mase.

James Webb a găsit un alt indiciu în locul răspunsului

Telescopul spațial James Webb a fost construit tocmai pentru a putea observa obiecte extrem de îndepărtate și, prin urmare, foarte vechi. Deoarece lumina are nevoie de timp pentru a traversa distanțele cosmice, atunci când astronomii privesc o galaxie aflată la 11 miliarde de ani-lumină, o văd așa cum arăta în urmă cu aproximativ 11 miliarde de ani.

Cu cât telescopul poate privi mai departe, cu atât poate vedea mai aproape de începuturile Universului. Cercetătorii sperau că aceste observații vor ajuta la explicarea formării găurilor negre supermasive. În schimb, James Webb a scos la iveală populația misterioasă de „Little Red Dots”.

Noile simulări sugerează că apariția acestor puncte roșii și problema găurilor negre care au crescut foarte repede ar putea fi, de fapt, două părți ale aceleiași povești.

„Little Red Dots” ar putea fi rezultatul natural al Universului timpuriu

Un aspect important al modelului este că nu are nevoie de condiții exotice sau de evenimente extrem de improbabile. Formarea acestor găuri negre cu ritm accelerat rezultă din condițiile specifice existente în Universul timpuriu.

Radiația ultravioletă intensă, norii de gaz și formarea stelelor supermasive creează împreună un traseu prin care pot apărea semințe de găuri negre, iar acestea pot crește rapid datorită cantității mari de materie din jur.

Acest lucru ar putea explica și de ce James Webb a găsit atât de multe „Little Red Dots”. Dacă fenomenul este o consecință naturală a mediului din Universul timpuriu, existența unei populații numeroase de astfel de obiecte nu mai necesită o serie de coincidențe cosmice.

Cercetătorii vor putea testa în continuare această explicație pe măsură ce James Webb descoperă noi obiecte din aceeași perioadă, iar telescoapele viitoare vor putea privi și mai adânc în trecutul Universului. Pentru moment, simulările ATERUI III oferă o posibilă explicație pentru natura „Little Red Dots” și, în același timp, pentru modul în care găurile negre supermasive au reușit să ajungă atât de mari atât de devreme în istoria cosmosului.

EXPERIENȚĂ Sony ULT TOWER 5 versus Sony ULT TOWER 7 – ce înseamnă o boxă de petrecere portabilă în 2026 și care este cea mai potrivită pentru amatorul de bass din tine