Η ανακάλυψη ενός σήματος ακτίνων Χ που συμπίπτει με τη θέση μίας από τις μυστηριώδεις «κόκκινες κουκκίδες» που εντόπισε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) ενισχύει τη θεωρία ότι τα φαινόμενα αυτά είναι «αστέρες μαύρης τρύπας» — τεράστια, πυκνά νέφη αερίου που ενεργοποιούνται από την παρουσία ενός αναπτυσσόμενου υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο εσωτερικό τους.
Οι «κόκκινες κουκκίδες» θεωρούνται ίσως η σημαντικότερη κοσμολογική ανακάλυψη του JWST μέχρι σήμερα, συγκρίσιμη σε σημασία με την ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας το 1998. Αν πράγματι πρόκειται για αυτό που υποψιάζονται οι αστρονόμοι, τότε αποτελούν κρίσιμο κρίκο στην αλυσίδα σχηματισμού όχι μόνο των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, αλλά και των γαλαξιών που αναπτύσσονται γύρω τους.
Η ταυτοποίηση του «σημείου ακτίνων Χ»
Το νεοανακαλυφθέν «σημείο ακτίνων Χ» εντοπίστηκε όταν οι παρατηρήσεις του JWST σε περιοχή του ουρανού που περιείχε κόκκινες κουκκίδες συγκρίθηκαν με αρχειακά δεδομένα του παρατηρητηρίου Chandra X-ray Observatory της NASA. Η αντιστοίχιση αποκάλυψε ότι ένα από τα σημεία αυτά, με την ονομασία 3DHST-AEGIS-12014, εκπέμπει ακτινοβολία Χ.
«Το σημείο ακτίνων Χ βρισκόταν στα δεδομένα μας εδώ και πάνω από δέκα χρόνια, αλλά δεν γνωρίζαμε πόσο σημαντικό ήταν μέχρι που το Webb παρατήρησε την ίδια περιοχή», δήλωσε ο αστρονόμος Άντι Γκούλντινγκ του Πανεπιστημίου Πρίνστον.
Ένα παλαιό φως από το πρώιμο Σύμπαν
Το Chandra έχει καταγράψει εκατομμύρια πηγές ακτίνων Χ, όμως η σημασία αυτής της συγκεκριμένης έγινε εμφανής όταν διαπιστώθηκε ότι συμπίπτει ακριβώς με μία κόκκινη κουκκίδα του JWST. Το αντικείμενο αυτό φέρει ενέργεια παρόμοια με εκείνη των κβάζαρ, δηλαδή γαλαξιών που φιλοξενούν εξαιρετικά ενεργές μαύρες τρύπες.
Οι κόκκινες κουκκίδες είναι εξαιρετικά συμπαγείς — μόλις μερικές εκατοντάδες έτη φωτός σε διάμετρο — και παρουσιάζουν χαμηλότερες θερμοκρασίες από τον Ήλιο, μεταξύ 1.700 και 3.700 βαθμών Κελσίου. Πρόκειται για αρχαία αντικείμενα, που υπήρχαν πριν από περίπου 12 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως δείχνουν οι μετρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble.
Το κλειδί για τη γένεση των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών
Η ανακάλυψη αυτή συνδέεται με έναν από τους βασικούς στόχους του JWST: την κατανόηση της προέλευσης των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και των γαλαξιών που σχηματίζονται γύρω τους. Η γένεση αυτών των κολοσσιαίων σωμάτων παραμένει μυστήριο — αν προκύπτουν δηλαδή από τη συγχώνευση μικρότερων μαύρων τρυπών ή από την κατάρρευση τεράστιων νεφών αερίου.
Οι κόκκινες κουκκίδες φαίνεται να αποτελούν τέτοια νέφη, τα οποία κρύβουν στο εσωτερικό τους μια αναπτυσσόμενη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που «καταναλώνει» το αέριο από μέσα προς τα έξω, δημιουργώντας λάμψη από τη θερμότητα και την ενέργεια που εκπέμπεται.
Μια νέα υπόθεση για τον σχηματισμό γαλαξιών
Αν και οι κόκκινες κουκκίδες δεν αποτελούν ακόμη οριστική απόδειξη ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίζονται από πάνω προς τα κάτω, τα νέα δεδομένα του Chandra ενισχύουν αυτήν την εκδοχή. «Αυτό το μοναδικό αντικείμενο μπορεί να είναι, όπως λέμε, αυτό που μας επιτρέπει να συνδέσουμε όλες τις κουκκίδες», σημείωσε ο Ραφαέλ Χβίντινγκ του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για την Αστρονομία.
Η επιστημονική ομάδα θεωρεί ότι το 3DHST-AEGIS-12014 είναι η πρώτη κόκκινη κουκκίδα που εκπέμπει ακτίνες Χ, κάτι που υποδηλώνει πως ίσως βρίσκεται σε μεταβατικό στάδιο μεταξύ της γέννησης μιας μαύρης τρύπας και της πλήρους αποκάλυψής της στο κέντρο ενός ενεργού γαλαξία.
Ένα παράθυρο στο παρελθόν του Σύμπαντος
Η υπόθεση αυτή βρίσκει στήριξη και στις παρατηρήσεις που δείχνουν ότι η φωτεινότητα των ακτίνων Χ πιθανώς μεταβάλλεται, καθώς το τεράστιο νέφος αερίου περιστρέφεται και διαφορετικά «παράθυρα» ανοίγουν προς το εσωτερικό του. Αν επιβεβαιωθεί, οι κόκκινες κουκκίδες θα αποτελέσουν καθοριστικό στοιχείο για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, του Γαλαξία μας.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε τον Μάρτιο στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.
