Διαθέτει μάζα 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.
Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε μια αδηφάγα υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που υπήρχε κατά τη λεγόμενη περίοδο του «κοσμικού μεσημεριού», μια φάση της ιστορίας του Σύμπαντος που συνέβη περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει νέο φως στο μυστήριο του πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες καταφέρνουν να φτάνουν μάζες εκατομμυρίων ή και δισεκατομμυρίων φορές μεγαλύτερες από αυτή του Ήλιου.
Η μαύρη τρύπα είναι μέρος μιας κατηγορίας αντικειμένων που το James Webb έχει αρχίσει να εντοπίζει στα πρώιμα στάδια του Σύμπαντος γνωστών ως «μικρές κόκκινες κουκκίδες» (little red dots), μυστηριώδη στίγματα φωτός που έγιναν ορατά μόνο χάρη στο ισχυρό υπέρυθρο μάτι του πανίσχυρου διαστημικού τηλεσκοπίου.
Ωστόσο με μάζα περίπου 100 εκατομμύρια φορές αυτήν του Ήλιου δεν υπάρχει τίποτα “μικρό” σε αυτή τη μαύρη τρύπα. Η ερευνητική ομάδα της έδωσε το ψευδώνυμο BiRD, από τα αρχικά του «Big Red Dot» (Μεγάλη Κόκκινη Κουκκίδα).
Ένα κρυμμένο κοσμικό τέρας
Οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν φως, αφού παγιδεύουν κάθε ακτινοβολία λόγω της τρομερής βαρύτητας τους. Όταν όμως περιβάλλονται από υλικό που καταβροχθίζουν, το αέριο αυτό θερμαίνεται και εκπέμπει έντονη ακτινοβολία, δημιουργώντας ένα κβάζαρ, ένα από τα πιο λαμπρά κοσμικά αντικείμενα στο Σύμπαν.
Το φως από το BiRD ταξιδεύει προς τη Γη για 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Το αντικείμενο εντοπίστηκε κοντά σε ένα ήδη γνωστό κβάζαρ, το J1030+0524, που βρίσκεται 12,5 δισ. έτη φωτός μακριά. Η περιοχή αυτή του ουρανού έχει μελετηθεί εκτενώς από ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής της Ιταλίας (INAF).
Κατά την ανάλυση εικόνων και φασμάτων από το όργανο NIRCam του James Webb η ομάδα παρατήρησε μια ασυνήθιστα φωτεινή υπέρυθρη πηγή που δεν είχε εμφανιστεί ποτέ σε προηγούμενα δεδομένα ακτίνων Χ ή ραδιοκυμάτων. «Στο κατάλογο των πηγών του πεδίου εντοπίσαμε το BiRD: ένα φωτεινό, σημειακό αντικείμενο, που όμως δεν ήταν αστέρι και δεν υπήρχε στους καταλόγους ακτίνων Χ ή ραδιοκυμάτων» αναφέρει η Φεντερίκα Λοϊάκονο, επικεφαλής της ομάδας του INAF.
Η φασματοσκοπική ανάλυση αποκάλυψε χαρακτηριστικές γραμμές υδρογόνου — ένδειξη ιονισμένου υδρογόνου — καθώς και γραμμές ηλίου. Αυτά τα «δακτυλικά αποτυπώματα» των στοιχείων επέτρεψαν στους επιστήμονες να υπολογίσουν την απόσταση και τη μάζα του αντικειμένου. «Από το φάσμα μπορέσαμε να εκτιμήσουμε τη μάζα της κεντρικής μαύρης τρύπας: περίπου 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες», πρόσθεσε η Λοϊάκονο.
Οι μυστηριώδεις κουκκίδες
Τα little red dots (LRDs) είναι πολύ συμπαγή αντικείμενα με παράξενες φασματικές ιδιότητες. Υπάρχουν αρκετές θεωρίες για το τι ακριβώς είναι. Ίσως πρόκειται για «μαύρες τρύπες-άστρα» (black hole stars), μια προτεινόμενη νέα κατηγορία ουράνιων σωμάτων. Ίσως είναι «σπόροι» υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, δηλαδή πρώιμα στάδια στη δημιουργία τους.
Το παράδοξο είναι ότι αν όντως πρόκειται για μαύρες τρύπες που τρέφονται, θα έπρεπε να εκπέμπουν ισχυρή ακτινοβολία Χ, κάτι που δεν παρατηρείται ούτε στο BiRD ούτε στα υπόλοιπα LRDs. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι αυτές οι μαύρες τρύπες είναι περιβεβλημένες από πυκνά νέφη σκόνης και αερίου που απορροφούν τις ακτίνες Χ, επιτρέποντας μόνο στο υπέρυθρο φως να διαφεύγει — ακριβώς το φως που ανιχνεύει το James Webb.
Ένα νέο κομμάτι στο παζλ των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών
Μέχρι το BiRD, μόνο δύο άλλες μικρές κόκκινες κουκκίδες με παρόμοιο φάσμα είχαν ανακαλυφθεί σε αυτή την κοσμική απόσταση. «Συγκρίνοντας τα χαρακτηριστικά τους —τις γραμμές εκπομπής, την απορρόφηση, τη μάζα της μαύρης τρύπας και την πυκνότητα του αερίου— βρήκαμε έντονες ομοιότητες. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το BiRD ανήκει στην ίδια οικογένεια με τα little red dots» εξηγεί η Λοϊάκονο.
Η ανακάλυψη αυτή υποδηλώνει ότι τα LRDs ήταν ακόμα πολυάριθμα κατά το κοσμικό μεσημέρι, ενώ προηγουμένως πιστευόταν ότι είχαν εξαφανιστεί σε εκείνη την εποχή (περίπου 11 δισ. χρόνια πριν). «Η πρόκληση τώρα είναι να μελετήσουμε περισσότερα κοντινά LRDs, ώστε να αποκτήσουμε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα. Το JWST άνοιξε ένα εντελώς νέο σύνορο στην εξωγαλαξιακή αστροφυσική, αποκαλύπτοντας αντικείμενα των οποίων την ύπαρξη δεν φανταζόμασταν καν και είμαστε μόλις στην αρχή αυτής της περιπέτειας» κατέληξε η Λοϊάκονο. Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Astronomy & Astrophysics».
