Harvinainen supermassiivinen musta aukko, joka löytyi piilossa maailmankaikkeuden alkuhämärästä, saattaa viitata siihen, että varhaisessa kosmoksessa oli tuhansia ahneita hirviöitä enemmän kuin tiedemiehet luulivat — eivätkä tähtitieteilijät ole varmoja, miksi.
Alkukantainen musta aukko on noin miljardi kertaa aurinkomme massainen, ja se löydettiin COS-87259-galaksin keskeltä. Muinainen galaksi muodostui vain 750 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, ja Chilessä sijaitseva radioobservatorio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) havaitsi sen pienestä taivaankappaleesta, joka on alle 10 kertaa täysikuun kokoinen.
Nopeasti kasvavan mustan aukon nähtiin turbulenttisen tähtipölyn peittämänä kuluttavan osan kiertävän aineen akkrektiokiekostaan ja oksentavan tähteet ulos suihkuna, joka kulkee lähes valon nopeudella. Hirviömäinen musta aukko näyttää olevan harvinaisessa välivaiheessa, jossain pölyisen, tähtiä muodostavan galaksin ja valtavan, kirkkaasti hehkuvan mustan aukon, kvasaarin, välissä.
Tutkijat ehdottavat, että tämä kosminen jättiläinen voisi olla vain yksi tuhansista selittämättömän suurista mustista aukoista, jotka piileksivät varhaisen maailmankaikkeuden pilvipeitteen alla. He julkaisivat löytönsä 24. helmikuuta Monthly Notices of The Royal Astronomical Society -lehdessä (avautuu uuteen välilehteen) .
"Suoraan sanottuna noin 15 hyvin varhaisen valovoimaisen kvasaarin olemassaolon selittäminen [samalta ajanjaksolta kuin COS-87259] oli suuri haaste ekstragalaktiselle tähtitieteelle, kun otetaan huomioon, miten lyhyt aika on ollut kasvattaa näin massiivinen musta aukko alkuräjähdyksen jälkeen", tutkimuksen pääkirjoittaja Ryan Endsley (avautuu uudessa välilehdessä) , Austinin Teksasin yliopiston tähtitieteilijä, kertoi Live Science -sivustolle. "Jos hyvin varhaiset miljardin auringon massaiset mustat aukot ovat tuhansia kertoja yleisempiä kuin alun perin luulimme (kuten löytömme antaa ymmärtää, ellei oleteta, että olimme uskomattoman onnekkaita), tämä vain pahentaa ongelmaa entisestään."
Supermassiivinen mysteeri
Mustat aukot syntyvät jättiläistähtien romahtamisen seurauksena ja kasvavat ahmimalla lakkaamatta kaasua, pölyä, tähtiä ja muita mustia aukkoja niitä sisältävissä galakseissa. Jos ne kasvavat tarpeeksi suuriksi, kitka saa mustien aukkojen suihin kierteisesti virtaavan materiaalin kuumenemaan, ja ne muuttuvat kvasaareiksi — ne irrottavat kaasumaisia koteloitaan valonpurkauksina, jotka ovat jopa triljoona kertaa kirkkaimpia tähtiä kirkkaampia.
Koska valo kulkee avaruuden tyhjiössä kiinteällä nopeudella, mitä syvemmälle tutkijat katsovat maailmankaikkeuteen, sitä kauempana olevaa valoa he havaitsevat ja sitä kauemmas ajassa taaksepäin he näkevät. Aiemmissa simulaatioissa "kosmisen aamunkoiton" — maailmankaikkeuden ensimmäisten miljardien vuosien aikakaudesta — on ehdotettu, että kylmän kaasun pilvet ovat saattaneet sulautua jättiläistähdiksi, jotka olivat tuomittuja romahtamaan nopeasti ja luomaan mustia aukkoja. Maailmankaikkeuden kasvaessa nämä ensimmäiset mustat aukot ovat saattaneet nopeasti sulautua toisten kanssa ja synnyttää vielä suurempia supermassiivisia mustia aukkoja kaikkialle kosmokseen.
Mutta miten nämä kaoottiset olosuhteet johtivat niin monien supermassiivisten mustien aukkojen syntyyn, on mysteeri, jota syventää mahdollisuus, että näitä petoja on voinut olla tuhansia, kun maailmankaikkeus oli saavuttanut vain 5 prosenttia nykyisestä iästään. Eräässä katsausartikkelissa (avautuu uuteen välilehteen) ehdotetaan, että suuret, kirkkaat kvasaarit ovat helpoimmin havaittavissa olevia mustia aukkoja, joten ne ovat todennäköisesti vain "jäävuoren huippu" nuoressa kosmoksessa piilevistä hirviöistä.
Vastaus tähän arvoitukseen voisi osoittaa, että ymmärryksemme galaksien muodostumisesta maailmankaikkeuden alkuvaiheessa on aukko. Helmikuun 22. päivänä toinen ryhmä tähtitieteilijöitä, jotka analysoivat James Webb -avaruusteleskoopin tietoja, löysi kuuden jättimäisen galaksin ryhmän, jotka olivat iältään 500-700 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen ja jotka olivat niin massiivisia, että ne olivat ristiriidassa 99 prosentin kosmologisten mallien kanssa.
Mahdollinen selitys saattaa piillä tiheiden tähtipilvien määrässä ja kiihkeässä aktiivisuudessa, jossa varhaisimmat mustat aukot syntyivät. Esimerkiksi huhtikuussa 2022 löydetty toinen nopeasti kasvava, siirtymässä oleva musta aukko nimeltä GNz7q COS-87259:n kanssa samanikäisessä tähtipurkaus-galaksissa osoitti, että galaksi synnytti tuoreita tähtiä 1 600 kertaa nopeammin kuin Linnunrata nykyään. COS-87259 kypsyy hieman hitaammin eli 1 000 kertaa nykyistä Linnunrataa nopeammin, mutta sen musta aukko on 20 kertaa massiivisempi ja kirkkaampi kuin GNz7q.
"Sekä COS-87259:n että GNz7q:n löytyminen viimeisen vuoden aikana oli erittäin yllättävää, ja se saa meidät todella kysymään, miten voimme ymmärtää tätä hyvin varhaisen supermassiivisen mustan aukon kasvun ymmärtämisen näkökulmasta", Endsley sanoi.
