Webbov teleskop tento nález prvýkrát zaznamenal v roku 2022 ako zvláštne „malé červené bodky“ v hlbokom vesmíre. Jedna z nich, ktorú vedci nazvali „The Cliff“ („Útes“), sa správala zvláštne a upútala ich pozornosť.
„Útes“ podľa ich meraní vykazoval hneď niekoľko netradičných znakov. Jas z tejto bodky, ktorý k Zemi cestoval takmer 12 miliárd rokov, v určitej časti svojho spektra prudko narástol – bol až dvakrát silnejší než pri iných vzdialených objektoch. Tento jav odborníci nazývajú aj Balmerov zlom.
Astronómovia okrem toho vypozorovali širokú emisiu vodíkovej čiary s polovičnou šírkou zhruba 1 500 km/s a nedostatok výrazných kovových čiar, ktoré sa očakávajú pri starých hviezdnych populáciách.
Všetky tieto ukazovatele ich priviedli k záveru, že za jasom nemusí stáť iba veľmi hustá skupina hviezd, ale skôr silný ionizujúci zdroj obklopený veľmi hustým plynom.
Autori v štúdii priamo uvádzajú, že extrémny Balmerov zlom sa dá lepšie vysvetliť „absorpciou v hustom plyne“ okolo silného ionizujúceho zdroja než prítomnosťou vyzretých hviezdnych populácií – galaxií.
Vedci nakoniec dospeli k odvážnejšiemu vysvetleniu. Objekt by mohol byť masívnou čiernou dierou obalenou hustým žeravým plynným „obalom“, ktorý žiari podobne ako hviezda: má ísť o tzv. hviezdu s čiernou dierou („the black hole star“). Svoje zistenia teraz publikovali v odbornom časopise Astronomy & Astrophysics.
Čo znamená hodnota z = 3,5 ?
Vedci svoju štúdiu pomenovali Pozoruhodný rubín: extrémny Balmerov zlom malej červenej bodky pri z = 3,5 spôsobuje absorpcia hustého plynu, nie vyvinuté hviezdy.
Čo predstavuje uvádzaná číselná hodnota? Ide o číslo, ktoré hovorí, ako veľmi sa svetlo z objektu natiahlo pri ceste k nám kvôli rozpínaniu vesmíru. Hodnota z = 3,5 znamená, že svetlo bolo natiahnuté približne 4,5-krát (1 + z = 4,5).
Zároveň pozorované svetlo vyšlo z objektu asi pred 12 miliardami rokov — čiže pozorujeme „Útes“ v pomerne ranom štádiu vývoja vesmíru – keď bol vesmír „len“ 1,8 – 2 miliardy rokov starý. (aanda.org)
Čítajte viac Vedci očakávajú výbuch, ktorý môže prepísať poznatky o vesmíre a jeho vzniku
Podľa vedúcej autorky štúdie Anne de Graaffovej takýto objekt vzniká, keď sa mladá čierna diera rýchlo „kŕmi“ okolím a zahrieva hustý mrak plynu natoľko, že žiari ako hviezda. Kľúčový rozdiel je podľa de Graaffovej v tom, že bežne sú hviezdy poháňané jadrovou fúziou, ku ktorej tu ale nedochádza. „Je to akoby obal žiarenia s gravitačným monštrom v strede,“ dodáva.
Alternatívne vysvetlenia ako extrémne či veľmi husté hviezdne zhluky vedci síce jednoznačne nevylučujú, ale podľa dostupných dát im práve model so silne pohlcujúcim plynom sedí najlepšie.
Zároveň upozorňujú, že táto fáza je pravdepodobne krátkodobá — počet malých červených bodiek klesá v neskorších obdobiach vesmíru, čo naznačuje, že ide o rýchlu, prechodnú etapu v raste čiernych dier.
„Hypotéza ‚čiernej diery ako hviezdy‘ je určite zaujímavá… snaží sa prepojiť nevysvetlené pozorované vlastnosti malých červených bodiek s takýmito teoretickými myšlienkami,“ uviedol pre portál Livescience astrofyzik z Harvardovej univerzity Fabio Pacucci.
„Ako to funguje“
- Malá čierna diera v mladom vesmíre začína rýchlo naberať plyn.
- Plyn sa následne zahrieva na vysoké teploty a vytvorí hustý, žiariaci obal okolo čiernej diery.
- Tento obal vyžaruje infračervené svetlo a vytvára neobvyklý vzor vo spektre (tzv. Balmerov zlom).
- Z pozorovateľského hľadiska to vyzerá ako jasný, červený bod — „hviezda“, ktorá je v skutočnosti maskou pre aktívnu čiernu dieru.
Táto schéma sa dá znázorniť jednoducho v troch bodoch: čierna diera → obal plynu → svetlo, ktoré vidíme
Ak sa tento objav potvrdí, novo pozorované objekty by mohli vysvetliť, prečo niektoré čierne diery mohli dosiahnuť váhu miliónov až miliárd hmotností nášho Slnka už pomerne skoro – asi 1,8 až 2 miliardy rokov po Veľkom tresku.
„Je ešte priskoro na definitívne závery. Potrebujeme viac pozorovaní. Ak tieto objekty existujú, môžu pomôcť prepísať príbeh vzniku supermasívnych čiernych dier,“ uzatvárajú vedci.
Čítajte viac Vedci potvrdili teórie Einsteina a Hawkinga. Vďaka záhadným 'spievajúcim' čiernym dieram
