Μια σπάνια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που βρέθηκε κρυμμένη στην αυγή του σύμπαντος θα μπορούσε να υποδεικνύει ότι υπήρχαν χιλιάδες περισσότερα από τα αδηφάγα τέρατα που καταδίωκαν το πρώιμο σύμπαν από ό,τι πίστευαν οι επιστήμονες &mdash- και οι αστρονόμοι δεν είναι σίγουροι γιατί. ,
Η αρχέγονη μαύρη τρύπα έχει περίπου 1 δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του ήλιου μας και βρέθηκε στο κέντρο του γαλαξία COS-87259. Ο αρχαίος γαλαξίας σχηματίστηκε μόλις 750 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και εντοπίστηκε από το Atacama Large Millimeter Array (ALMA), ένα ραδιοπαρατηρητήριο στη Χιλή, σε ένα μικροσκοπικό κομμάτι του ουρανού που έχει μέγεθος λιγότερο από 10 φορές το μέγεθος της πανσελήνου.
Κρυμμένη κάτω από έναν μανδύα στροβιλώδους αστρόσκονης, η ταχέως αναπτυσσόμενη μαύρη τρύπα παρατηρήθηκε να καταναλώνει μέρος του δίσκου προσαύξησης της ύλης που βρίσκεται σε τροχιά γύρω της, ενώ τα υπολείμματα εκσφενδονίζονται σε ένα πίδακα που ταξιδεύει κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Η τερατώδης μαύρη τρύπα φαίνεται να βρίσκεται σε ένα σπάνιο ενδιάμεσο στάδιο ανάπτυξης, κάπου μεταξύ ενός σκονισμένου γαλαξία που σχηματίζει αστέρια και μιας τεράστιας, έντονα λαμπερής μαύρης τρύπας που ονομάζεται κβάζαρ,
Και το κοσμικό μεγαθήριο θα μπορούσε να είναι μόνο μία από τις χιλιάδες ανεξήγητα μεγάλες μαύρες τρύπες που κρύβονται κάτω από το νεφελώδες κάλυμμα του πρώιμου σύμπαντος, προτείνουν οι ερευνητές. Δημοσίευσαν την ανακάλυψή τους στις 24 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Monthly Notices of The Royal Astronomical Society (ανοίγει σε νέα καρτέλα) . ,
"Ειλικρινά, η εξήγηση της ύπαρξης περίπου 15 πολύ πρώιμων φωτεινών κβάζαρ [από την ίδια χρονική περίοδο με το COS-87259] ήταν μια μεγάλη πρόκληση για την εξωγαλαξιακή αστρονομία, δεδομένου του πόσο σύντομο είναι το χρονικό διάστημα για να αναπτυχθεί μια τόσο μεγάλη μαύρη τρύπα από τη Μεγάλη Έκρηξη", δήλωσε στο Live Science ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Ryan Endsley (ανοίγει σε νέα καρτέλα) , αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν. "Αν οι πολύ πρώιμες μαύρες τρύπες μάζας δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών είναι χιλιάδες φορές πιο συχνές από ό,τι αρχικά πιστεύαμε (όπως υπονοεί η ανακάλυψή μας, εκτός αν υποθέσουμε ότι ήμασταν απίστευτα τυχεροί), αυτό απλώς επιδεινώνει το πρόβλημα ακόμη περισσότερο".
Ένα υπερμεγέθες μυστήριο
Οι μαύρες τρύπες γεννιούνται από την κατάρρευση γιγάντιων άστρων και μεγαλώνουν καταβροχθίζοντας ακατάπαυστα αέριο, σκόνη, αστέρια και άλλες μαύρες τρύπες στους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια και τις περιέχουν. Αν μεγαλώσουν αρκετά, η τριβή προκαλεί τη θέρμανση του υλικού που σπειροειδώς εισέρχεται στα στόματα των μαύρων οπών και αυτές μετατρέπονται σε κβάζαρ, τα οποία αποβάλλουν τα αέρια κουκούλια τους με εκρήξεις φωτός έως και ένα τρισεκατομμύριο φορές πιο φωτεινά από τα λαμπρότερα αστέρια.
Επειδή το φως ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα στο κενό του διαστήματος, όσο πιο βαθιά κοιτάζουν οι επιστήμονες στο σύμπαν, τόσο πιο μακρινό φως αναχαιτίζουν και τόσο πιο πίσω στο χρόνο βλέπουν. Προηγούμενες προσομοιώσεις της "κοσμικής αυγής", της εποχής που περιλαμβάνει τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος, έχουν υποδείξει ότι τα διογκούμενα νέφη ψυχρού αερίου μπορεί να είχαν ενωθεί σε γιγάντια αστέρια που ήταν καταδικασμένα να καταρρεύσουν γρήγορα, δημιουργώντας μαύρες τρύπες. Καθώς το σύμπαν μεγάλωνε, αυτές οι πρώτες μαύρες τρύπες μπορεί να συγχωνεύτηκαν γρήγορα με άλλες και να δημιούργησαν ακόμα μεγαλύτερες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε όλο το σύμπαν.
Το πώς όμως αυτές οι χαοτικές συνθήκες οδήγησαν στη δημιουργία τόσων πολλών υπερμεγέθων μαύρων τρυπών είναι ένα μυστήριο, το οποίο εντείνεται από την πιθανότητα ότι τα θηρία αυτά θα μπορούσαν να είναι χιλιάδες όταν το σύμπαν είχε φτάσει μόλις στο 5% της σημερινής του ηλικίας. Μια εργασία ανασκόπησης (ανοίγει σε νέα καρτέλα) έχει προτείνει ότι τα μεγάλα, φωτεινά κβάζαρ είναι οι πιο εύκολα εντοπίσιμες μαύρες τρύπες, οπότε είναι πιθανό να αποτελούν μόνο την "κορυφή του παγόβουνου" των τεράτων που κρύβονται στο νεαρό σύμπαν.
Η απάντηση σε αυτό το αίνιγμα θα μπορούσε να υποδείξει ένα κενό στην κατανόησή μας για τον σχηματισμό γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν. Στις 22 Φεβρουαρίου, μια άλλη ομάδα αστρονόμων που ανέλυσε δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ανακάλυψε μια ομάδα έξι γιγαντιαίων γαλαξιών &mdash- ηλικίας μεταξύ 500 και 700 εκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη &mdash- που ήταν τόσο μαζικοί που βρίσκονταν σε ένταση με το 99% των κοσμολογικών μοντέλων.
Μια πιθανή εξήγηση μπορεί να βρίσκεται στην ποσότητα και την έντονη δραστηριότητα των πυκνών νεφών "αστροταχύτητας" όπου γεννήθηκαν οι πρώτες μαύρες τρύπες. Για παράδειγμα, τον Απρίλιο του 2022, η ανακάλυψη μιας άλλης ταχέως αναπτυσσόμενης, μεταβατικής μαύρης τρύπας με την ονομασία GNz7q σε έναν γαλαξία αστροταχύτητας της ίδιας ηλικίας με τον COS-87259 έδειξε ότι ο γαλαξίας σερβίριζε φρεσκοψημένα αστέρια 1.600 φορές ταχύτερα από ό,τι ο Γαλαξίας μας σήμερα. Ο COS-87259 μαγειρεύει με ελαφρώς πιο αργό ρυθμό 1.000 φορές τον σημερινό Γαλαξία μας, ωστόσο η μαύρη τρύπα του είναι 20 φορές πιο μεγάλη και φωτεινή από τον GNz7q.
"Η ανακάλυψη τόσο του COS-87259 όσο και του GNz7q μέσα στον περασμένο χρόνο αποτέλεσε μεγάλη έκπληξη και μας ωθεί πραγματικά να αναρωτηθούμε πώς μπορούμε να το κατανοήσουμε από την άποψη της κατανόησης της πολύ πρώιμης ανάπτυξης υπερμεγέθων μαύρων οπών", δήλωσε ο Endsley.
