Rijīgais milzis no Visuma jaunības dienām – novērots senākais melnais caurums

Lielākais astronomijas projekts pēdējās desmitgadēs, Veba teleskops, darbojas apmēram pusotru gadu. Pateicoties tā specifikai – novērojumiem spektra infrasarkanajā diapazonā –, astronomi var ieskatīties tālāk Visuma pagātnē nekā jebkad iepriekš. Gaismai līdz mums ceļojot ilgu laiku, jāņem vērā sarkanā nobīde (redshift). Vienkāršoti skaidrojot, sarkanā nobīde rodas tāpēc, ka Visums izplešas. Attiecīgi līdz novērotājam gaisma no arvien tālākiem un tālākiem objektiem nonāks ar nobīdi uz "sarkano galu". No brīža, kad vilnis tika izstarots, telpa ir izpletusies, un arī vilnis ceļojot līdz ar visu telpu izplešas. No ļoti tāliem objektiem tā jau būs infrasarkanajā, proti, cilvēka acij neredzamajā gaismas diapazonā, taču Veba teleskopa instrumenti šo gaismu spēj uztvert. Ar infrasarkanajiem teleskopiem arī iespējams ieskatīties dziļāk miglājos nekā teleskopiem, kas darbojas redzamās gaismas diapazonā.

Galaktika GN-z11 ir tāla un sena galaktika, radusies apmēram 430-440 miljonus gadu pēc notikuma, ko dēvējam par Lielo sprādzienu jeb mums zināmā un novērojamā Visuma sākumu. Diezgan ilgi tā bija arī senākā cilvēku novērotā galaktika. Taču nu Veba teleskops ļāvis ielūkoties arī tajā, kas notiek šīs galaktikas iekšienē. Melnais caurums šīs galaktikas centrā ir senākais līdz šim novērotais. Proti, veidojies vairāk nekā pirms 13 miljardiem gadu. Tam ir ap 1,6 miljoniem Saules masu, nepilnas trīs reizes mazāk nekā melnajam caurumam mūsu galaktikas centrā.

Supermasīvu melno caurumu veidošanās agrīnajā Visumā aizvien ir jautājums, kas nodarbina astrofiziķu prātus. Mūsdienās, kā uzskata speciālisti, vairums melno caurumu rodas, kolapsējot ļoti masīvām zvaigznēm, un tad pamazām "barojas" ar apkārt esošo materiālu – gāzu un putekļu mākoņiem, ieraujot arī materiālu no pārāk tuvu nonākušām zvaigznēm un reizi pa reizei savienojoties arī ar citiem melnajiem caurumiem. Pētnieki uzskata, ka agrīnajā Visumā šis process nevarēja noritēt tik pakāpeniski un nosacīti rāmi.

Pētījuma vadošais autors, Kembridžas Universitātes astrofizikas profesors Roberto Maiolino, vietnei "Live Science" skaidroja, ka agrīnajā Visumā supermasīvu melno caurumu "dzimšanas" apstākļiem un procesam jābūt daudz īpatnējākam. Viena no izplatītākajām versijām šobrīd ir, ka tie veidojušies, pēkšņi kolapsējot masīviem gāzes mākoņiem. Vēl viens variants – tie radušies, savienojoties mazākiem melnajiem caurumiem vai zvaigžņu kopām. Vēl nav izslēgta arī versija par tā dēvētajiem pirmatnējiem melnajiem caurumiem, kas varētu būt veidojušies jau pirmajos Visuma rašanās brīžos. Kādā veidā? Labs jautājums, uz kuru skaidru atbilžu nav.

Maiolino neuzskata, ka kāda no šīm versijām būtu izslēdzama vai tieši pasludināma par vienīgo pareizo. GN-z11 centrā esošā melnā cauruma un tā "vienaudžu" novērojumi palīdzēs mērot ceļu līdz pareizajai atbildei. Cik vēl tālu jāiet?