Astronomové možná objevili nejvzdálenější a nejdříve pozorovanou supermasivní černou díru, která se nachází v galaxii GHZ2. Tento objev, založený na datech z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST), poskytuje pohled na vesmír, jaký byl pouhých 350 milionů let po velkém třesku. Výsledky, které jsou v současné době k dispozici jako předtisk na arXiv, procházejí recenzním řízením.
Problém časného vzniku černých děr
Existence tak masivní černé díry tak brzy v historii vesmíru představuje vážnou výzvu pro současné kosmologické modely. Černé díry obvykle rostou v průběhu miliard let, ale GHZ2 naznačuje, že některé se mohly vytvořit a rychle rozšířit mnohem rychleji, než se dříve myslelo. Vědci diskutují o tom, zda se tyto rané černé díry vytvořily jako „lehká semena“ – rychle rostoucí z menších mas – nebo jako „těžká semena“ – počínaje již tak významnou velikostí. Rychlost, kterou černá díra GHZ2 dosáhla své hmotnosti, zpochybňuje existující teorie galaktického vývoje.
Jak JWST odhalil anomálii
Blízký infračervený spektrograf a střední infračervený přístroj JWST sehrály zásadní roli při objevu GHZ2. Tyto přístroje zachycují světlo natažené expanzí vesmíru, což astronomům umožňuje efektivně pozorovat galaxii v jejích počátcích. Klíčový důkaz pochází z intenzivních “emisních čar” ve spektru GHZ2 – jasných pásů světla indikujících vysokoenergetické procesy.
Zejména detekce silné emisní čáry C IV λ1548 představující třikrát ionizovaný uhlík jasně ukazuje na přítomnost aktivního galaktického jádra (AGN), neboli supermasivní černé díry, aktivně absorbující hmotu. Obrovská energie potřebná k odstranění tří elektronů z atomů uhlíku se nedá snadno vysvětlit samotnými hvězdnými procesy.
Smíšené signály a probíhající výzkum
Ačkoli důkazy ukazují na AGN, GHZ2 nevykazuje všechny typické znaky aktivně požírající černé díry. Tato složitost naznačuje smíšený systém: galaxie může být poháněna jak hvězdami, tak AGN, nebo se formování hvězd v GHZ2 zásadně liší od toho, co je pozorováno v místním vesmíru.
Vědci v současné době zdokonalují své modely, aby odpovídaly této jedinečné kombinaci. Další pozorování JWST ve vyšším rozlišení spolu s daty z Atacama Array z velké milimetrové/submilimetrové astronomie budou zásadní pro potvrzení aktivity AGN a odhalení skutečné povahy GHZ2.
Objev GHZ2 není jen další černá díra. Nutí vědce, aby přehodnotili, jak rychle se mohou supermasivní černé díry tvořit v raném vesmíru a zda stávající modely galaktické evoluce potřebují významnou revizi.
