Najstarsza czarna dziura we wszechświecie rzuca wyzwanie teoriom kosmologicznym

Astronomowie potwierdzili istnienie najstarszej znanej czarnej dziury, która powstała zaledwie 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Odkrycie to, dokonane przy użyciu danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), otwiera nowe okno na formacyjne lata wszechświata i podważa dotychczasowe teorie dotyczące szybkiego wzrostu czarnych dziur we wczesnym kosmosie.

Czarna dziura znajduje się w galaktyce CAPERS-LRD-z9, która jest niezwykle odległa, co oznacza, że obserwujemy ją w stanie, w jakim istniała, gdy wszechświat miał zaledwie 3% swojego obecnego wieku. Niezwykła jasność tej galaktyki, początkowo przypisywana intensywnemu formowaniu się gwiazd, okazała się pochodzić od supergorącej materii spiralującej do czarnej dziury. Spadający gaz emituje intensywne promieniowanie, co czyni czarną dziurę wykrywalną na ogromnych odległościach.

Dr Seiji Fujimoto z Uniwersytetu w Arizonie, główny autor badania, podkreślił: „To najwcześniej potwierdzona czarna dziura i daje nam okno na okres historii kosmosu, którego nigdy wcześniej nie widzieliśmy”. Szacuje się, że czarna dziura w centrum CAPERS-LRD-z9 ma masę około 300 milionów razy większą od masy Słońca. Jest to około dziesięciokrotnie więcej niż Sagittarius A*, supermasywna czarna dziura w centrum naszej Drogi Mlecznej. Co więcej, czarna dziura stanowi około 5% całkowitej masy gwiazdowej swojej galaktyki macierzystej, co jest znacznie wyższą proporcją niż w galaktykach współczesnych. Sugeruje to, że wczesne czarne dziury albo rosły w zdumiewającym tempie, albo zaczęły swoje istnienie ze znacznie większą masą, niż wcześniej sądzono.

To odkrycie stanowi wyzwanie dla obecnych modeli formowania się czarnych dziur, które zazwyczaj zakładają stopniowy wzrost przez miliardy lat. Istnienie tak masywnej czarnej dziury tak wcześnie we wszechświecie sugeruje alternatywne mechanizmy formowania, takie jak bezpośredni kolaps masywnych obłoków gazu. Naukowcy sugerują, że gęsty obłok gazu otaczający czarną dziurę może powodować jej czerwonawy odcień, przesuwając emitowane światło w kierunku dłuższych, bardziej czerwonych fal, co jest zjawiskiem znanym jako przesunięcie ku czerwieni. Ten efekt, w połączeniu z ekstremalną odległością galaktyki, przyczynia się do jej charakterystycznego koloru.

CAPERS-LRD-z9 ma być kluczowym celem przyszłych obserwacji JWST. Badając ten unikalny obiekt bardziej szczegółowo, astronomowie mają nadzieję odkryć więcej tajemnic dotyczących formowania się i ewolucji czarnych dziur oraz galaktyk we wczesnym wszechświecie. Dr Rebecca Taylor, współautorka badania, zauważyła: „Do niedawna nie byliśmy w stanie badać ewolucji wczesnych czarnych dziur i cieszymy się, że możemy dowiedzieć się czegoś z tego unikalnego obiektu”. Odkrycie CAPERS-LRD-z9 stanowi znaczący krok naprzód w naszym rozumieniu kosmosu.