Gaura neagră supermasivă descoperită în universul timpuriu

Telescopul Spațial James Webb (JWST) a fost conceput pentru a ne permite să explorăm una dintre cele mai timpurii perioade din evoluția Universului, o epocă în care primele stele emiteau suficientă lumină pentru a ioniza hidrogenul, elementul predominant în materia normală a acelui timp. Deși astronomii aveau multe teorii despre ce ar putea descoperi, Universul ne surprinde mereu.

Una dintre primele surprize a fost descoperirea a ceea ce a fost numit „punctele roșii mici”, denumire care descrie destul de bine fenomenul observat. După câteva dezbateri inițiale, s-a clarificat că acestea sunt versiuni timpurii ale găurilor negre supermasive, care astăzi se află în centrul aproape fiecărei galaxii. Recent, fenomenul de lentilare gravitațională a permis astronomilor să confirme că un astfel de punct roșu este, de fapt, o gaură neagră supermasivă, lipsită de o galaxie densă în jurul său.

Punctul roșu în discuție este numit Abell 2744−QSO1, iar lentilarea gravitațională l-a mărit și a făcut să apară de trei ori în apropierea clusterului de galaxii care a produs lentilarea. Analizând spectrul său, observăm obiectul așa cum arăta doar la 700 de milioane de ani după Big Bang.

Despre QSO1 se știe de câțiva ani și a fost subiectul unor studii intense. Un studiu a observat că cele trei imagini ale obiectului diferă în unele detalii. Deoarece lumina de la fiecare dintre acestea a parcurs trasee diferite către Pământ, sugerând astfel că au existat variații în emisiile QSO1, ceea ce este consistent cu o gaură neagră care consumă cantități variabile de materie de-a lungul timpului. De asemenea, pe baza luminozității obiectului, s-a estimat că gaura neagră era destul de mare pentru acea perioadă a istoriei Universului, având o masă de peste 10 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui.

Alte studii au relevat că majoritatea materiei din jurul său era gaz, care a format relativ puține stele. Mai mult, o analiză detaliată a spectrului lui QSO1 efectuată luna trecută a arătat că este prezent foarte puțin altceva în afara hidrogenului, ceea ce este consistent cu faptul că obiectul a produs foarte puține stele până în acest punct al istoriei sale.

Cea mai mare incertitudine în acest context este relația dintre luminozitatea obiectului și masa găurii negre. Această relație este derivată din observații ale Universului recent, unde găurile negre supermasive sunt încorporate în galaxii mature care oferă o structură materialului pe care gaura neagră îl consumă. Nu există garanții că aceeași relație se aplică și în această etapă timpurie a istoriei Universului.

Din fericire, datorită măririi produse de lentilarea gravitațională, QSO1 ne oferă o oportunitate fantastică de a descoperi cât de departe se menține această relație.

Astfel, un echipaj internațional vast a construit un tablou detaliat al mediului înconjurător al lui QSO1. Aceste investigații continuă să deschidă noi perspective asupra naturii și comportamentului găurilor negre supermasive în primele etape ale Universului, oferindu-ne o fereastră rară spre cele mai îndepărtate și mai primitive structuri cosmice.

Sursa: Ars Technica

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România