Teleskop Jamesa Webba zidentyfikował „małe czerwone kropki” jako młode supermasywne czarne dziury

Tajemnicza grupa obiektów astronomicznych, dostrzeżona przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i nazwana „małymi czerwonymi kropkami” (LRD), okazuje się być młodymi supermasywnymi czarnymi dziurami ukrytymi w gęstych obłokach gazu. Wnioski te zaprezentowano w badaniu opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie „Nature” w styczniu 2026 roku. Praca ta opisuje nieobserwowaną wcześniej fazę gwałtownego wzrostu czarnych dziur, która miała miejsce w bardzo wczesnym okresie istnienia Wszechświata.

Obiekty te po raz pierwszy przyciągnęły uwagę naukowców na zdjęciach z JWST uzyskanych w 2022 roku, gdzie prezentowały się jako zwarte, czerwone punkty istniejące niecały miliard lat po Wielkim Wybuchu. Astronomowie przez długi czas byli zaintrygowani ich naturą, ponieważ ich jasność i kompaktowa struktura nie pasowały do typowych galaktyk z tamtej epoki ani do modeli zakładających istnienie gęstych gromad gwiazd. Zespół badawczy pod kierownictwem Wadima Rusakowa przeprowadził szczegółową analizę danych, obejmującą 12 galaktyk indywidualnie oraz 18 w ujęciu zbiorczym, aby ostatecznie wyjaśnić naturę tych anomalii.

Z analizy wynika, że „małe czerwone kropki” to w rzeczywistości supermasywne czarne dziury przechodzące przez nieznany wcześniej etap ekstremalnie szybkiego przyrostu masy. Obliczenia wykazały, że ich masa jest znacznie mniejsza, niż początkowo sądzono, i mieści się w przedziale od 100 000 do 10 milionów mas Słońca. Jest to wartość około sto razy niższa od niektórych wcześniejszych szacunków dotyczących obiektów z tak wczesnego okresu historii kosmosu. Profesor Darach Watson z Uniwersytetu w Kopenhadze podkreślił, że mniejsza masa pozwala wyjaśnić ich istnienie bez konieczności wprowadzania zupełnie nowych teorii astrofizycznych.

Charakterystyczna czerwona barwa oraz brak typowej emisji rentgenowskiej i radiowej wynikają z faktu, że czarne dziury są otoczone gęstym kokonem zjonizowanego gazu. Ta gazowa osłona, składająca się z gazu neutralnego i elektronów, skutecznie więzi wysokoenergetyczne promieniowanie, co powoduje przesunięcie obserwowanego światła w stronę dłuższych, czerwonych fal. Teoretycznie ten otulający płaszcz dostarcza niezbędnego paliwa, umożliwiając czarnym dziurom osiągnięcie tak wysokiego tempa wzrostu poprzez aktywne pochłanianie otaczającej materii. Badacze ustalili, że światło z tych punktów ulega rozproszeniu na elektronach w gęstych obłokach gazowych znajdujących się w centrach galaktyk.

Odkrycia te mają fundamentalne znaczenie dla kosmologii, ponieważ pomagają wypełnić lukę w wiedzy na temat tego, jak supermasywne czarne dziury – podobne do tej w centrum Drogi Mlecznej – mogły tak szybko urosnąć w pierwszym miliardzie lat po powstaniu Wszechświata. Wcześniej istnienie kwazarów o masie miliardów Słońc zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu stanowiło ogromne wyzwanie dla standardowych modeli ewolucji. Obserwacja młodych czarnych dziur w fazie intensywnego wzrostu, która według szacunków trwa zaledwie kilkaset milionów lat, stanowi brakujący rozdział w historii kosmosu. Planowane są już kolejne obserwacje, które mają ustalić, czy „faza kokonu” jest typowym etapem ewolucji i jak wpływa ona na rozwój samych czarnych dziur oraz ich galaktyk macierzystych we wczesnym Wszechświecie.