James Webb kosminio teleskopo nuotraukose prieš pustrečių metų aptikti maži raudoni taškeliai (angl. Little Red Dots, LRDs). Tai maži, raudono spektro objektai, egzistavę daugiausiai per pirmą milijardą metų po Didžiojo sprogimo, o vėliau beveik pranykę.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kai kurie mokslininkai spėja, kad tai masyvios galaktikos, tačiau tokia hipotezė neatitinka jų amžiaus: per laiką, praėjusį nuo Didžiojo sprogimo, pakankamas kiekis žvaigždžių ten negalėjo susiformuoti. Kita hipotezė – matome aktyvius galaktikų branduolius, kuriuos gaubia tankios dujos, paraudoninančios sklindančią šviesą. Ši hipotezė atrodo daug labiau tikėtina, bet ja remiantis apskaičiuotos centrinių juodųjų skylių masės yra dešimtis ar šimtus kartų didesnės, nei tikėtumėmės pagal šiandieninius sąryšius tarp jų ir galaktikų masių.
Dabar astronomai rado paaiškinimą, kodėl juodųjų skylių masės atrodo tokios didelės, ir jas patikslino. Išanalizavę aukščiausios kokybės James Webb spektrus, mokslininkai nustatė, kad spektro linijos plinta dėl dviejų efektų. Būtent plačios spektro linijos, skleidžiamos konkrečių cheminių elementų, daugiausiai sužadinto vandenilio, yra viena svarbiausių LRD spinduliuotės savybių.
Vienas iš jas plečiančių efektų yra dujų judėjimo greitis: jei juodąją skylę supa daug dujų debesų, judančių įvairiomis kryptimis, dėl Doplerio efekto kiekvieno jų spektras pasislenka šiek tiek į raudoną ar mėlyną pusę, o juos susumavus matoma plati linija.
Linijos plotį galima panaudoti dujų greičiui nustatyti, o šis priklauso nuo juodosios skylės masės. Naujojo tyrimo autoriai nustatė, kad iš tiesų LRD linijų plitimui svarbus kitas procesas – elektronų sklaida tankiose dujose. Dujų kiekis bei labai mažas pasiskirstymo regionas, siekiantis vos kelias šviesos dienas, patvirtina, kad LRD spinduliuotę kuria dujos, krentančios į juodąją skylę. Bet kartu tai rodo, kad juodųjų skylių masės yra apie šimtą kartų mažesnės, nei buvo apskaičiuota ankstesniais metodais, ir siekia nuo 100 tūkstančių iki 10 milijonų Saulės masių. Tai mažiausios žinomos juodųjų skylių masės ankstyvoje Visatoje. Juodosios skylės auga beveik maksimaliai sparčiai, kaip tik įmanoma, o į šalis dujas stumia neefektyviai.
Šis atradimas padės geriau suprasti, kaip susiformavo pirmosios supermasyvios juodosios skylės, kaip jos užaugo iki daugiau nei milijardo Saulės masių per gerokai mažiau nei milijardą metų, ir kaip jos paveikė galaktikų evoliuciją ankstyvais laikais.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature“.
