Naukowcy z międzynarodowego zespołu na łamach magazynu „Nature” opisali obiekt przypominający ogromną gwiazdę, rozciągającą się na obszar porównywalny z rozmiarem Układu Słonecznego. Jednocześnie emituje on ok. 100 miliardów razy więcej energii (!), niż jakakolwiek znana gwiazda jest fizycznie w stanie wytworzyć.
Takie poziomy energii są charakterystyczne dla czarnych dziur – zwracają uwagę naukowcy. Według nich najbardziej prawdopodobne wytłumaczenie tego zjawiska jest takie, że łączy ono czarną dziurę z gwiazdą. Gigantyczny obłok gazu rozgrzewany jest jednak nie przez reakcje jądrowe (jak to się dzieje w zwykłych gwiazdach), ale przez centralną czarną dziurę.
Astronomowie opisali obiekt niepodobny do niczego, co znamy
Nigdy dotąd takiego połączenia nie zaobserwowano – mówią eksperci. Tajemniczy obiekt istniał zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu, a w Teleskopie Jamesa Webba widoczny był jako jasna czerwona kropka.
Czytaj więcej
Teleskop na Hawajach uwiecznił zjawisko, którego na Słońcu jeszcze nie obserwowano. Tajemnicze wiry w rozgrzanej plazmie mogą pomóc odpowiedzieć na...
– Nasze wyobrażenie o tym obiekcie bardzo szybko się zmienia. Uważamy, że w jego centrum znajduje się czarna dziura o masie około 100 tys. razy większej od masy Słońca. Wokół niej rozciąga się bardzo rozległa otoczka gazowa, która wygląda jak gwiazda wielkości Układu Słonecznego. To naprawdę ogromny obiekt – tłumaczy Rohan Naidu z Massachusetts Institute of Technology (MIT), autor badania.
Naukowcy dodają, że jeśli ich teoria się potwierdzi, pomoże ona rozwiązać zagadkę innych „małych czerwonych kropek”, które pojawiają się niemal na każdym wykonanym dotąd przez teleskop JWST obrazie głębokiego Wszechświata.
Swojego odkrycia badacze dokonali, poszukując innych obiektów – najwcześniejszych galaktyk, w ramach badania, które nazwali „Mirage or Miracle” (MoM). Przeglądali wczesny Wszechświat, który miał zaledwie kilkaset milionów lat. Silnie czerwony i bardzo jasny obiekt wyraźnie wyróżniał się spośród pozostałych.
Naukowcy znaleźli obiekt świecący 100 miliardów razy jaśniej niż powinien
– Kiedy widzimy we Wszechświecie coś bardzo czerwonego, często zakładamy, że obiekt otacza pył przypominający sadzę lub popiół. Podobnie jak dym z niedawnych pożarów w Kanadzie sprawił, że niebo nad Bostonem wyglądało na intensywnie czerwone, tak również obiekty astronomiczne mogą wydawać się bardziej czerwone niż są w rzeczywistości, gdy obserwujemy je przez zasłonę pyłu – mówi współautor odkrycia, Robert Simcoe z MIT.
Naukowców zaintrygowało m.in. to, że kropka była, jak podają, „ekstremalnie jasna”, a jednocześnie poniżej pewnej długości fali światło całkowicie zanikało. Ten spadek jasności to tzw. skok Balmera (Balmer break) – sygnatura tradycyjnie kojarzona z gęstym gazem pochłaniającym fotony w atmosferach gwiazd liczących kilkaset milionów lat. Takie zjawisko obserwuje się np. w przypadku Wegi, jednej z najjaśniejszych gwiazd nocnego nieba. Ponadto światło wskazywało na brak jakichkolwiek pierwiastków z wyjątkiem wodoru i helu.
Nowy typ obiektu kosmicznego opisany na łamach „Nature"
Badacze przeprowadzili szereg symulacji, aby odkryć naturę obiektu. Symulacje te wskazały na potężne źródło energii otoczone ekstremalnie gęstą chmurą wodoru. – Zaczęliśmy się zastanawiać – czy można uzyskać coś tak czerwonego wyłącznie dzięki wodorowi, bez udziału pyłu. Ku naszemu zaskoczeniu okazało się, że tak, jeśli mamy do czynienia z niezwykle gęstą warstwą wodoru – tak gęstą, że bardziej przypomina powierzchnię ogromnej gwiazdy niż rozrzedzoną mgławicę międzygwiazdową – opowiada prof. Simcoe.
To jednak nadal nie wyjaśniało wyjątkowej jasności – tłumaczą badacze. – Mamy coś, co wygląda trochę jak gwiazda, ale jest 100 miliardów razy jaśniejsze. To oznacza, że źródłem tej energii nie może być synteza jądrowa, która zasila wszystkie znane nam gwiazdy – podkreśla dr Naidu.
Tymczasem czarne dziury bez kłopotu produkują wystarczająco duże ilości energii. Badacze dodali więc do swoich symulacji czarną dziurę, co poskutkowało dopasowaniem wyników do obserwacji.
Czytaj więcej
Lista obiektów w kosmosie o polsko brzmiących nazwach właśnie się powiększyła. W lipcu do katalogu planetoid dodano pięć nowych nazw honorujących z...
Niezwykły obiekt został nazwany MoM-BH*-1 – od przeglądu nieba, w ramach którego został wykryty, oraz określenia „black hole star – one”, czyli „gwiazda z czarną dziurą – jeden”. Nazwa sugeruje więc jednocześnie, że może to być pierwszy z całej grupy podobnych obiektów.
Badacze podejrzewają, że takie gwiazdy z czarnymi dziurami mogłyby wyjaśniać naturę wielu innych „małych czerwonych kropek” widocznych na obrazach JWST, choć obiekty te nie są jednak tak jasne jak MoM-BH*-1.
– Każda z małych czerwonych kropek może być gwiazdą z czarną dziurą osadzoną w typowej galaktyce wczesnego Wszechświata. Wyjątkowe w MoM-BH*-1 jest to, że gwiazda z czarną dziurą niemal całkowicie przyćmiewa otaczającą ją galaktykę macierzystą, dzięki czemu obserwujemy praktycznie wyłącznie światło samej gwiazdy z czarną dziurą – mówi dr Naidu.
