Kosmički duh: Teleskop Džejms Veb pronašao najudaljeniju uspavanu crnu rupu

Svemirski teleskop „Džejms Veb“ otkrio je najudaljeniju neaktivnu crnu rupu do sada poznatu nauci, skrivenu u galaksiji udaljenoj više od 10 milijardi svetlosnih godina od Zemlje.

Novoanalizirana crna rupa nalazi se u galaksiji MRG-M0138 i obara dosadašnji rekord udaljenosti za ovakvu vrstu objekata čak 15 puta, navodi se u studiji objavljenoj u četvrtak u naučnom časopisu Science.

Proučavanje ovakvih crnih rupa, nastalih u ranim fazama 13,8 milijardi godina starog svemira, omogućiće istraživačima do sada neviđen uvid u razvoj crnih rupa u mladom univerzumu.

Naučnici sumnjaju da se u galaksiji MRG-M0138 nekada nalazio kvazar – izuzetno sjajna i supermasivna crna rupa – koja je veoma brzo rasla. Tokom tog procesa izbacila je značajnu količinu gasa neophodnog za nastanak novih zvezda. Tako je formiranje zvezda naglo prekinuto, a crna rupa ostala bez izvora „goriva“, što bi moglo da objasni zašto ovaj deo svemira danas deluje tako mirno.

Kada zvezde prestanu da nastaju

Naučnike posebno zanima koliko brzo prestaje stvaranje zvezda u drevnim galaksijama poput ove.

Galaksija MRG-M0138 samo je deo mnogo šireg skupa podataka o galaksijama iz ranog svemira koje je prikupio teleskop „Džejms Veb“. Istraživački tim je tokom prethodne godine analizirao još četiri udaljene galaksije čiju je svetlost pojačao efekat gravitacionog sočiva, a obrada podataka i dalje traje.

„Dok su zvezde u galaksiji MRG-M0138 veoma stare, u drugim galaksijama koje smo nedavno posmatrali teleskopom JWST formiranje zvezda prestalo je mnogo kasnije“, rekao je vodeći autor studije Endru Njuman, naučni saradnik Instituta Karnegi za nauku u Kaliforniji.

„One su poput žarišta koja možemo proučavati da bismo otkrili šta je ugasilo vatru“, dodao je Njuman.

On je naveo da istraživači posebno tragaju za tragovima gasa koji je izbačen iz galaksije dejstvom crne rupe koja je bila aktivnija od one u galaksiji MRG-M0138.

Crna rupa teška šest milijardi Sunaca

Pored proučavanja procesa prestanka formiranja zvezda, istraživači su uspeli da odrede i masu crne rupe u galaksiji MRG-M0138.

Ispostavilo se da je njena masa približno šest milijardi puta veća od mase Sunca.

Do tog merenja nije bilo lako doći. Pošto je crna rupa neaktivna i ne stupa u interakciju sa okolnim gasom, ona je praktično nevidljiva na svim talasnim dužinama svetlosti.

Da bi izmerili masu ovog kosmičkog giganta, naučnici su primenili tehniku koja se obično koristi za mnogo bliže galaksije i zasniva se na praćenju kretanja zvezda. U tome im je pomoglo prirodno „uvećavajuće staklo“ u svemiru — gravitaciono sočivo.

Između Zemlje i galaksije MRG-M0138 nalazi se još jedna galaksija čija je gravitacija toliko snažna da savija svetlost objekata iza sebe i tako ih uvećava.

Zahvaljujući tom efektu, slika galaksije MRG-M0138 postala je oko 30 puta veća nego što bi inače bila vidljiva, što je omogućilo naučnicima da prate kretanje zvezda koje orbitiraju oko crne rupe.

Analizom brzine i načina njihovog kretanja, kao i razlika između zvezda koje su bliže i dalje od centra galaksije, istraživači su izračunali masu crne rupe.

„Pokazali smo da je ova tehnika primenjiva i na galaksije iz ranog svemira. To nam sada omogućava da napravimo mnogo potpuniji popis razvoja crnih rupa tokom kosmičke istorije i bolje razumemo njihovu ulogu u evoluciji galaksija“, rekao je koautor studije Ričard Elis, profesor astrofizike na Univerzitetskom koledžu u Londonu.

U potrazi za novim drevnim galaksijama

Ipak, za sveobuhvatno istraživanje biće neophodne i druge metode, jer je teleskop „Džejms Veb“ projektovan da veoma detaljno posmatra relativno mali deo neba.

Zbog toga naučnici polažu nade u podatke koje prikuplja svemirski teleskop Euclid, namenjen posmatranju širokih delova neba, kao i u budući „Nensi Grejs Roman“ spejs teleskop (Nancy Grace Roman Space Telescope), čije je lansiranje planirano kasnije ove godine.

„Želimo da pronađemo još galaksija poput ove – mesta u kojima je formiranje zvezda prestalo još u ranom svemiru i koja su dodatno uvećana gravitacionim sočivom“, rekao je Njuman.

„Potrebni su nam osetljivi infracrveni snimci velikih delova neba da bismo pronašli ovako retke objekte, a upravo takve podatke obezbeđuje teleskop 'Euklid', dok će ih uskoro dopuniti i teleskop 'Roman'.“