4 Minutės
Įsivaizduokite dangoraižį stovintį vienui vieną tuščiame sklype, pastatytą anksčiau už kvartalą, kuris turėtų jį supa. Toks keistas vaizdas stebėtinai primena tai, ką atrado astronomai: supermasyvų juodąją skylę, kuri, regis, išaugo didelė dar prieš tai, kai jos gimtoji galaktika spėjo susiformuoti.
Teleskopo stebėjimai Jameso Webbo kosminiu teleskopu atskleidė Abell2744-QSO1, vadinamą Mažąją Raudonąją Tašką (LRD), esantį vos už 700 mln. metų po Didžiojo sprogimo. Astronominiais mastais menkas objektas siekia apie 1 300 šviesmečių, tačiau jame slepiasi juodoji skylė, kuri yra žymiai masyvesnė, nei manyta tokiai ankstyvai sistemai.
Iš kur tai žinoma? Gravitacinis lęšingas atlieka sunkiąją dalį. Masinė galaktikų spiečius Abell 2744, pravardžiuojamas Pandoros spiečiumi, padidina ir net trigubina QS01 vaizdą, leisdamas įžiūrėti smulkias detales. Su Webb įrengtais NIRCam ir NIRSpec instrumentais mokslininkai galėjo žemėlapiuoti tiek šviesą, tiek aplinkinio dujų judėjimą, tai esminis rodiklis nematomojo svorio nustatymui.
Naudodami NIRSpec integralaus lauko vienetą dujų greičiams ir elementų spektriniams pėdsakams sekti, komanda gavo tiesioginį dinaminį juodosios skylės masės matavimą. Juodoji skylė siekia maždaug 50 milijonų Saulės masių ir dominuoja savo mažyčio šeimininko atžvilgiu. Tai maždaug 10 milijonų daugiau nei anksčiau netiesioginiai vertinimai siūlė.
Svarbiau nei vien sensacingas skaičius. Išmatuotas juodosios skylės ir galaktikos žvaigždinės masės santykis smarkiai viršija mastelio ryšius, kuriuos stebime netolimoje Visatoje. Kitaip tariant, juodoji skylė yra neproporcingai masyvi savo aplinkinei galaktikai, beveik vienu eilės vienetu didesnė nei vietiniai pavyzdžiai ir net ankstesni JWST atradimai.
Toks disbalansas verčia permąstyti situaciją. Dešimtmečiais vyravo vaizdinys, kad supermasyvios juodosios skylės auga kartu su savo galaktikomis: mažos sėklos iš žlugusių žvaigždžių ar tiesioginiai susilpimo regionai įsiurbia dujas, susijungia su kitomis juodosiomis skylėmis galaktikoms susiduriant ir pamažu sukuria milijardo Saulės masės milžinus, kuriuos matome brandžiose galaktikose. QS01 atrodo kaip priešpavyzdys. Jos juodoji skylė, regis, nubėgo į priekį prieš šeimininkę, o ne augo kartu su ja.
Atradimas aprašytas dviejuose lydimuose straipsniuose, kuriuos vadovauja komandos iš Kavli kosmologijos instituto Kembridže. Vienas, publikuotas žurnale Nature, pateikia tiesioginį masės matavimą ir vadovaujamas Ignaso Juodžbalio. Kitas, žurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, kuriam vadovauja Roberto Maiolino, nagrinėja sistemos aplinką ir cheminį jaunystę. Daug autorių sutampa tarp abiejų tyrimų; vaizdas, kurį jie piešia, yra nuoseklus ir neraminantis.
„Tai įspūdingas atradimas“, Maiolino sakė spaudai. „Tai paradigmų kaita, visiškas klasikinių scenarijų, kaip formuojasi ir auga juodosios skylės, peržiūrėjimas.“ Sistema atrodo chemiškai neišsivysčiusi, o tai tik pagilina mįslę: kaip tokia masyvi juodoji skylė susiformavo beveik švarioje galaktikoje taip anksti?
Dalies proveržio priežastis yra metodologinė. Prieš Webbo erą juodųjų skylių masės ankstyvojoje Visatoje vertinimai buvo dažniausiai netiesioginiai, remiantis prielaidomis, paimtomis iš netolimų aktyvių galaktikų. Čia komanda išmatavo gravitacinį pėdsaką tiesiogiai ant aplinkinių dujų, tai patikimesnis metodas, kuris pašalina dalį tų prielaidų ir didina pasitikėjimą, kad didelė masė yra tikra.
Ar vienas objektas nuvertina juodųjų skylių teoriją? Ne pats savaime. Bet QS01 prisijungia prie vis gausėjančio ankstyvosios Visatos atradimų srauto, kurie kvestionuoja tvarkingus hierarchinio augimo modelius. Rezultatas atveria duris alternatyviems formavimosi keliams: spartus, tiesioginis masyvių dujų debesų susprogimas, super-Eddington akrecijos epizodai, kurie maitina juodąją skylę įspūdingais tempais, arba egzotiškos, retos sąlygos pirmųjų kelių šimtų milijonų metų, kurios palankios ankstyvam, spartesniam juodųjų skylių augimui.
Sveikas skepticizmas, žinoma, yra būtinas. Observacinės keistenybės, lęšiavimo modeliai ir prielaidos apie nematomą galaktikos žvaigždinę masę komplikuoja bet kurį vieną matavimą. Tačiau kai nepriklausomos komandos ir skirtingi instrumentai nurodo tą pačią keistenybę, anomalija vertinama rimtai ir reikalauja detalesnio tyrimo.
Kol kas Abell2744‑QSO1 yra vienas tiesioginių masyvios juodosios skylės matavimų per pirmąją milijardą metų po Didžiojo sprogimo. Jis pragręžia skylę mūsų standartinėje naratyve ir verčia teorikus grįžti prie braižymo lentos. Atrodo, ankstyvoji Visata dar turi ką parodyti.
Kol Webb toliau gilinsis ir lęšiavimo spiečiai stiprins šviesiausių objektų signalą, gali atsirasti daugiau panašių QS01 atvejų, arba jie išliks reti, egzotiški išimtys, atveriantys netikėtus kosminio augimo kelius. Bet kuriuo atveju paieškos tęsiamos.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą