Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) odkrył supermasywną czarną dziurę ukrywającą się w odległej galaktyce zwanej Wergiliuszem. Galaktyka ta wykazuje uderzającą dwoistość: w świetle widzialnym wygląda jak zwykły układ gwiazdotwórczy, ale obserwowana w podczerwieni zmienia się w potężne źródło energii. Odkrycie, opublikowane 17 listopada w The Astrophysical Journal, sugeruje, że wiele najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie może pozostać ukrytych, jeśli nie są oglądane przez teleskopy na podczerwień.
Galaktyka doktora Jekylla i pana Hyde’a
Wergiliusz istnieje około 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu, co daje JWST wgląd we wczesny Wszechświat. W obserwacjach optycznych galaktyka jawi się jako młody, cicho rozwijający się układ. Jednakże instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) teleskopu JWST odkrywa w swoim jądrze bardzo przesłoniętą supermasywną czarną dziurę, emitującą ogromną ilość energii. Astronom George Rieke z Uniwersytetu w Arizonie opisał to zjawisko jako Wergiliusza posiadającego „podwójną osobowość”.
„Światło ultrafioletowe i widzialne pokazuje swoje «dobre» strony… Jednak po dodaniu danych MIRI «Wergiliusz» zamienia się w żywiciel silnie zasłoniętej supermasywnej czarnej dziury.”
Małe czerwone kropki i wczesny rozwój czarnych dziur
Wergiliusz należy do tajemniczej klasy czerwonych obiektów znanych jako „małe czerwone kropki” (LRD), które pojawiły się w obserwacjach JWST wczesnego Wszechświata. LRD występowały najczęściej około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, a następnie gwałtownie spadły po 1,5 miliarda lat, co oznacza, że stanowią kluczową fazę ewolucji galaktyk. Ich występowanie sugeruje powiązanie z aktywnie pochłaniającymi supermasywnymi czarnymi dziurami ukrytymi za grubymi chmurami pyłu.
Czarna dziura w centrum Wergiliusza została sklasyfikowana jako „supermasywna”, co oznacza, że jest znacznie większa, niż oczekiwano w przypadku galaktyki tej wielkości. Odkrycie to podważa konwencjonalne teorie dotyczące wzrostu czarnych dziur.
Odwrotna kolejność: najpierw czarne dziury?
Przez dziesięciolecia astronomowie wierzyli, że najpierw powstają galaktyki, a supermasywne czarne dziury stopniowo rosną w miarę gromadzenia się materii w ich centrach. Jednak obserwacje JWST, takie jak ta, sugerują coś przeciwnego: czarne dziury mogą tworzyć się przed galaktykami, które je zawierają.
Odkrycie to sugeruje, że to czarne dziury mogą być siłą napędową powstawania galaktyk, a nie odwrotnie. Według Riecke „JWST pokazało, że nasze zrozumienie sposobu powstawania supermasywnych czarnych dziur było prawie całkowicie błędne”. Ta zmiana w rozumieniu zmieni sposób, w jaki naukowcy modelują wczesny Wszechświat.
Konsekwencje są głębokie: jeśli czarne dziury rosną przed galaktykami, wówczas należy ponownie przemyśleć podstawową strukturę kosmicznej ewolucji. Ciągłe obserwacje JWST będą miały kluczowe znaczenie dla rozwiązania tych tajemnic i udoskonalenia naszego zrozumienia lat kształtowania się Wszechświata.
