Jaunoje, dar milijardo metų neturinčioje Visatoje, jau egzistavo supermasyvios juodosios skylės, kurių masės viršija milijardą Saulės masių. „James Webb“ teleskopu atrasta ir mažesnių, taip pat pastebėta bendra tendencija, kad jų masių santykis su motininių galaktikų žvaigždžių mase dažnai net šimtus kartų viršija šio santykio vertę, būdingą aplinkinei Visatai.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kaip šios juodosios skylės atsirado ir užaugo tokios masyvios, iki šiol nėra aišku, tačiau santykis su žvaigždžių mase gali padėti rasti atsakymą. Dabar, ištyrę dvi galaktikas, kurios matyt neseniai buvo kvazarai, astronomai teigia identifikavę svarbų žingsnį: juodosios skylės augo anksčiau, nei galaktikų žvaigždžių populiacija.
Galaktikos, pavadintos COLA1 ir NEPLA4, stebimos iš laikų, kai Visatai buvo vos 800 milijonų metų. Spektroskopiniai stebėjimai „James Webb“ teleskopu atskleidė plačias vandenilio emisijos linijas. Jos rodo didelį dujų kiekį, judantį dideliu greičiu arti juodųjų skylių. Apskaičiuota juodųjų skylių masė – 170-190 milijonų Saulės masių, apie 400-800 kartų daugiau, nei tikėtumėmės panašios masės galaktikose aplinkinėje Visatoje.
Dujos stebimu metu į juodąsias skyles krenta palyginus nesparčiai, todėl jų negalima klasifikuoti kaip kvazarų – pačių ryškiausių aktyvių branduolių. Visgi spektre matyti požymių, kad palyginus neseniai situacija buvo kitokia: aptikta Laimano alfa spinduliuotės linija su dvigubu piku. Šią liniją skleidžia sužadinti – pašildyti arba kitaip energijos gavę – vandenilio atomai.
Dvigubą piką paaiškina burbulas, kuriame tokių atomų beveik nėra, t.y. jie jonizuoti; spinduliuotė sklinda iš burbulo kraštų, kurie juda skirtingomis kryptimis, todėl linijos pasislenka dėl Doplerio efekto. Jonizuoti didžiulį vandenilio burbulą gali tik labai energinga – kvazaro – spinduliuotė. Tyrėjai apskaičiavo, kad abiejose galaktikose prieš mažiau nei milijoną metų turėjo švytėti kvazarai. Greičiausiai jie švytėjo ilgai, maždaug nuo tada, kai Visatos amžius nesiekė 250 milijonų metų – tiek laiko reikėtų, kad juodosios skylės užaugtų nuo pirminių pradmenų iki stebimų masių. Tuo tarpu žvaigždžių spinduliuotė rodo, kad dauguma žvaigždžių šiose galaktikose susiformavo per pastaruosius 50 milijonų metų. Vadinasi, ankstesniais nei stebima laikais juodųjų skylių masė, lyginant su žvaigždine, buvo dar ekstremalesnė, nei yra dabar.
Stebimu metu juodosios skylės jau užaugusios, galimai iki beveik maksimalios masės, kurią kada nors pasieks, o žvaigždžių populiacija tik pradeda jas vytis. Būtent tokį scenarijų prognozuoja kai kurie pirmųjų juodųjų skylių augimo modeliai.
Tyrimo rezultatai „arXiv“.
