Vzácná supermasivní černá díra nalezená na úsvitu vesmíru by mohla naznačovat, že v raném vesmíru se skrývaly tisíce dalších dravých monster, než si vědci mysleli — a astronomové si nejsou jisti proč.
Prvotní černá díra má přibližně 1 miliardkrát větší hmotnost než naše Slunce a byla nalezena ve středu galaxie COS-87259. Prastará galaxie vznikla pouhých 750 milionů let po velkém třesku a byla spatřena radioteleskopem ALMA (Atacama Large Millimeter Array), který se nachází v Chile, na malém kousku oblohy, který je méně než 10krát větší než Měsíc v úplňku.
Rychle rostoucí černá díra, skrytá pod pláštěm turbulentního hvězdného prachu, byla pozorována, jak spotřebovává část svého akrečního disku obíhající hmoty a zbytky vyvrhuje v proudu, který se pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla. Zdá se, že monstrózní černá díra se nachází ve vzácném mezistupni růstu, někde mezi prachovou galaxií tvořící hvězdy a obrovskou, jasně zářící černou dírou zvanou kvazar.
Podle vědců by tento kosmický gigant mohl být jen jednou z tisíců nevysvětlitelně velkých černých děr, které se skrývají pod mračny raného vesmíru. Svůj objev publikovali 24. února v časopise Monthly Notices of The Royal Astronomical Society (otevře se v nové záložce) .
"Upřímně řečeno, vysvětlit existenci asi 15 velmi časných svítivých kvazarů [ze stejného časového období jako COS-87259] bylo pro extragalaktickou astronomii velkou výzvou vzhledem k tomu, jak krátká doba od velkého třesku zbývá na růst tak masivní černé díry," uvedl pro Live Science hlavní autor studie Ryan Endsley (otevře se v nové záložce) , astronom z Texaské univerzity v Austinu. "Pokud jsou velmi rané černé díry o hmotnosti miliardy Sluncí tisíckrát častější, než jsme si původně mysleli (jak naznačuje náš objev, pokud nepředpokládáme, že jsme měli neuvěřitelné štěstí), tak to tento problém jen dále prohlubuje."
Supermasivní záhada
Černé díry vznikají kolapsem obřích hvězd a rostou tím, že neustále hltají plyn, prach, hvězdy a další černé díry v hvězdotvorných galaxiích, které je obsahují. Pokud se dostatečně zvětší, tření způsobí, že se materiál spirálovitě stékající do chřtánu černých děr zahřeje a ty se promění v kvazary, které vyvrhnou své plynné kokony s výbuchy světla až bilionkrát svítivějšími než nejjasnější hvězdy.
Protože světlo se vesmírným vakuem šíří pevnou rychlostí, čím hlouběji vědci nahlížejí do vesmíru, tím vzdálenější světlo zachytí a tím dále v čase vidí. Dřívější simulace "kosmického úsvitu" — epochy zahrnující první miliardy let vesmíru — naznačily, že se dmoucí se oblaka chladného plynu mohla spojit do obřích hvězd, které byly odsouzeny k rychlému zhroucení a vytvoření černých děr. Jak se vesmír rozrůstal, mohly se tyto první černé díry rychle spojit s dalšími, aby se v celém vesmíru vytvořily ještě větší supermasivní černé díry.
Jak tyto chaotické podmínky vedly ke vzniku tolika supermasivních černých děr, je však záhadou, kterou ještě prohlubuje možnost, že tyto příšery mohly být v počtu tisíců, když vesmír dosáhl pouhých 5 % svého současného stáří. Jeden přehledový článek (otevře se v nové záložce) naznačuje, že velké, jasné kvazary jsou nejsnáze pozorovatelné černé díry, takže jsou pravděpodobně jen "špičkou ledovce" monster skrývajících se v mladém vesmíru.
Odpověď na tuto hádanku by mohla ukázat na díru v našem chápání vzniku galaxií v raném vesmíru. 22. února objevila jiná skupina astronomů analyzující data z vesmírného dalekohledu Jamese Webba skupinu šesti gargantuovských galaxií, jejichž stáří se pohybuje mezi 500 až 700 miliony let po velkém třesku, které jsou tak hmotné, že jsou v rozporu s 99 % kosmologických modelů.
Možné vysvětlení může spočívat v množství a zběsilé aktivitě hustých "hvězdných" mračen, v nichž se zrodily první černé díry. Například v dubnu 2022 objev další rychle rostoucí, přecházející černé díry s názvem GNz7q v hvězdné galaxii stejného stáří jako COS-87259 ukázal, že galaxie servíruje čerstvě upečené hvězdy 1 600krát rychleji než dnešní Mléčná dráha. Hvězda COS-87259 vaří o něco pomaleji, 1 000krát rychleji než současná Mléčná dráha, a přesto je její černá díra 20krát hmotnější a jasnější než GNz7q.
"Objev COS-87259 i GNz7q během minulého roku byl velmi překvapivý a skutečně nás nutí ptát se, jak to můžeme pochopit z hlediska porozumění růstu velmi raných supermasivních černých děr," řekl Endsley.
