Telescopul spațial James Webb al NASA este observatorul care le permite astronomilor să studieze lumina venită din primele etape ale Universului. Cu ajutorul lui, o echipă internațională condusă de cercetători de la MIT a identificat în constelația Balena un punct roșu extrem de luminos, despre care se crede că s-a format la 660 de milioane de ani după Big Bang. Analiza publicată în revista Nature indică o posibilă clasă astrofizică nouă: o „stea-gaură neagră”, un obiect de dimensiunea Sistemului Solar, format probabil dintr-o gaură neagră înconjurată de un înveliș dens de gaz.
- Obiectul, denumit MoM-BH-1*, a fost detectat în imagini ale Universului timpuriu realizate de telescopul James Webb.
- El emite de 100 de miliarde de ori mai multă energie decât poate produce fizic orice stea cunoscută.
- Simulările favorizează explicația unei găuri negre active, ascunsă într-un cocon foarte dens de hidrogen.
- Rezultatele echipei internaționale au fost publicate în revista Nature.
Culoarea și spectrul nu se potrivesc unei stele obișnuite
Astronomii nu căutau inițial o stea-gaură neagră. Ei foloseau telescopul James Webb în cadrul proiectului „Mirage or Miracle” pentru a identifica galaxii foarte îndepărtate, formate în primele etape ale Universului. În timpul examinării imaginilor, atenția le-a fost atrasă de MoM-BH-1*, descris drept cel mai roșu obiect din arhiva analizată.
Observarea unor corpuri atât de îndepărtate înseamnă, în practică, studierea luminii emise cu mult timp în urmă. Astronomii îi descompun spectrul pentru a afla ce elemente conține sursa și ce procese fizice ar putea produce radiația detectată.
În mod obișnuit, culoarea roșie poate indica existența prafului în jurul unui obiect cosmic. În acest caz, însă, alte caracteristici ale luminii nu se potriveau explicației. Sub o anumită lungime de undă, semnalul dispărea brusc, formând ceea ce astronomii numesc o ruptură Balmer, asociată în mod tradițional gazului dens care absoarbe fotoni în atmosferele stelare.
Ruptura observată este, potrivit lui Rohan Naidu, cea mai profundă detectată vreodată la un obiect, ceea ce exclude stelele obișnuite drept sursă.
Spectrul conținea, de asemenea, aproape numai semnături ale hidrogenului și heliului, fără indicii importante de metale sau de alte elemente. Combinația dintre culoare, absorbția luminii și compoziție a determinat echipa să testeze prin simulări mai multe explicații.
O gaură neagră ar alimenta uriașul înveliș gazos
Modelele computerizate au arătat că un strat extrem de dens de hidrogen poate produce culoarea roșie chiar și fără praf. Un asemenea cocon ar semăna mai curând cu suprafața unei stele uriașe decât cu un nor interstelar rarefiat, explicând aspectul stelar al obiectului.
Problema rămasă era cantitatea de energie. MoM-BH-1* emite de 100 de miliarde de ori mai multă energie decât poate genera orice stea cunoscută, astfel că fuziunea nucleară nu poate alimenta singură sursa. În schimb, energia se află la niveluri asociate găurilor negre active, în jurul cărora materia aflată în proces de acumulare poate produce radiație.
Scenariul care s-a apropiat cel mai mult de observațiile James Webb include o gaură neagră centrală cu masa estimată la aproximativ 100.000 de mase solare și un înveliș gazos extins până la dimensiunea Sistemului Solar. Rezultatul rămâne cea mai probabilă interpretare a echipei, nu o observare directă a structurii interne.
Obiectul ar arăta ca o stea gigantică, dar ar fi alimentat de o gaură neagră ascunsă în centrul său.
Ipoteza ar putea explica misterioasele puncte roșii
Dacă interpretarea se confirmă, importanța descoperirii depășește cazul MoM-BH-1*. Telescopul James Webb a surprins numeroase „mici puncte roșii” în imaginile profunde ale Universului timpuriu, obiecte care aproape dispar din Universul actual și a căror natură este intens dezbătută.
Pentru astronomi, acest lucru ar însemna că unele surse considerate inițial galaxii timpurii foarte luminoase ar putea fi, de fapt, găuri negre învăluite în gaz. Distincția contează atunci când cercetătorii reconstruiesc ritmul în care au apărut galaxiile și găurile negre în Universul timpuriu.
Naidu consideră că asemenea stele-găuri negre ar putea reprezenta faze timpurii ale găurilor negre supermasive întâlnite în centrele galaxiilor, inclusiv în centrul Căii Lactee. Confirmarea acestei legături ar oferi un posibil mecanism pentru apariția „semințelor” din care s-au dezvoltat ulterior aceste găuri negre, însă ipoteza va trebui verificată prin studierea altor puncte roșii.
Credeți că explicația „stelei-găuri negre” va rezolva misterul punctelor roșii observate de James Webb?
