James Webb je 2022. otkrio neočekivanu grupu intenzivno crvenih objekata — prvo 13, danas ~1.000. Spektroskopija pokazuje široke vodonične linije i znake vrlo gustog gasa, što je nagnulo istraživače od ideje o prerano formiranim masivnim galaksijama ka hipotezi o aktivnim crnim rupama obavijenim gustom atmosferom ("crna rupa‑zvezda"). Međutim, raznolikost u X‑zracima, promenljivosti i lokalnim primerima ukazuje da možda postoji više klasa objekata pod istom etiketom.
Misterija malih crvenih tačkica otkrivenih Webbom: crna rupa‑zvezda ili nova vrsta objekata?
When the James Webb space telescope began collecting data, researchers noticed strange red dots in the early universe. They share similarities with black holes, but astronomers are still struggling to understand what exactly they are.NASA/JPL-Caltech
Kada je Kosmički teleskop James Webb poletio na Božić 2021. godine, astronomi su očekivali da će otkriti najranije galaksije. Ali među prvim snimcima, 21. juna 2022., Ivo Labbé sa Swinburne University of Technology i saradnici uočili su nešto neočekivano: 13 sjajnih, intenzivno crvenih objekata — male crvene tačkice koje su ubrzo izazvale pravu buru u astronomiji.
Šta ih čini neobičnim?
Procene koje su istraživači uradili na osnovu sjaja i boje pokazale su da je šest od prvobitno otkrivenih objekata imalo masu uporedivu s Mlečnim putem, a pritom su postojali već u prvih 600–700 miliona godina posle Velikog praska. Takve mase u tako ranoj fazi univerzuma su bile neočekivane, pa su ih autori prvobitno nazvali "razbijači univerzuma".
Spektroskopska analiza otkrila je dalje čudne osobine: umesto uskih vodoničnih linija u spektru, svetlost tih objekata pokazuje jako proširene vodonične regije, što ukazuje na gas koji se kreće brzinama od hiljada kilometara u sekundi. Takvo širenje obično asocira na vrlo masivan objekt sa brzo orbitirajućim gasom — jedna od ranih interpretacija je bila aktivna supermasivna crna rupa.
Kako su hipoteze evoluirale
Početna ideja o masivnim, prerano formiranim galaksijama brzo je ustupila mesto hipotezi o akreirajućim crnim rupama, jer široke linije i velike brzine najbolje odgovaraju objektima koji intenzivno privlače materiju. Ipak, dalja posmatranja su pokazala nedoslednosti: većina tih objekata nije jaka X‑izvora (samo jedan je jasno detektovan u X-zracima), a mnogi nisu pokazivali očekivanu promenljivost sjaja tipičnu za aktivne galaktičke jezgre.
This little red dot, known as GLIMPSE-17775, is one of over a thousand documented in Webb data. It existed 1.8 billion years after the big bang.NASA, ESA, CSA, Vasily Kokorev (UT Austin); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)
Dublja analiza šireg spektralnog opsega otkrila je "peculiarne" oblike spektra — pad intenziteta praćen naglim skokom — karakteristične za veoma guste gasne sredine, poput atmosfere određenih vrsta vrućih zvezda. To je navelo istraživače da predlože novu, smeliju klasifikaciju: objekti su možda aktivne crne rupe ili veoma masivne zvezde obavijene izuzetno gustom omotačem gasa. Ovakvi modeli su dobili nazive poput "crna rupa‑zvezda" ili "omotač oko crne rupe".
Raznolikost i primeri
Sada, četiri godine posle prvih snimaka, pronađeno je oko 1.000 takvih malih crvenih tačkica, a među njima vlada velika raznolikost. Neki primerci emituju X‑zračenje, neki su promenljivi — jedan lensovani primerak pokazuje promenljivost u faktoru ~2 kada se koriste različiti putanje svetlosti koje razdvaja gravitaciono sočivo (vremenski razmak putanja iznosi oko 130 godina). Drugi primerci su lokalni (bliži od ~2 milijarde svetlosnih godina), što omogućava detaljniju prouku njihovih fizičkih uslova.
Razlike mogu delom proizilaziti iz geometrije: ako je gas oko izvora grudvast i neuniforman, objekat može izgledati drugačije iz različitih uglova, slično kao i poznati tipovi aktivnih galaktičkih jezgara u savremenom univerzumu.
Zašto je ovo važno?
Ova klasa objekata može otkrivati rane faze rasta supermasivnih crnih rupa, alternativno predstavljati novu, ekstremno gustu vrstu zvezdanih ili hibridnih objekata, ili pokazivati mešavinu više fenomena. Više od 700 radova je već objavljeno o ovim tačkicama, ali konačan odgovor i dalje izmiče — Webb je, pored očekivanih otkrića ranih galaksija, možda pronašao nešto potpuno neočekivano.
Zaključak: Male crvene tačkice su intrigantne zato što pokazuju kombinaciju širokih spektarnih linija, guste gasne sredine i heterogenih svojstava. Dalja posmatranja u različitim talasnim opsezima i detaljna spektralna analiza ključni su za razrešenje njihove prirode.
Pomozite nam da budemo bolji.
