Webbův teleskop odhalil 'hvězdy s černou dírou': Mění pohled na raný vesmír

Vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) přinesl dosud nejsilnější důkazy pro existenci takzvaných „hvězd s černou dírou“ – supermasivních černých děr obklopených hustým kokonem částečně ionizovaného plynu.

Vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) přinesl dosud nejsilnější důkazy pro existenci takzvaných „hvězd s černou dírou“ – supermasivních černých děr obklopených hustým kokonem částečně ionizovaného plynu. Tento objev pomáhá rozluštit záhadu „malých červených teček“, tajemných objektů hojně se vyskytujících v raném vesmíru, které Webbův teleskop poprvé detekoval v roce 2022.

Tým astronomů pod vedením Vasilije Kokoreva z Texaské univerzity v Austinu identifikoval klíčový objekt nazvaný GLIMPSE-17775. Pečlivou analýzou jeho spektra, které je dosud nejhlubším spektrem malé červené tečky, vědci shromáždili řadu důkazů podporujících teorii, že GLIMPSE-17775 je právě takovou „hvězdou s černou dírou“ (BH* scénář). Výsledky studie byly publikovány v časopise The Astrophysical Journal.

GLIMPSE-17775 se nachází za kupou galaxií Abell S1063 a jeho světlo bylo zesíleno gravitační čočkou, což umožnilo Webbovu teleskopu získat mimořádně detailní data. Přestože pozorování trvalo 30 hodin, efekt gravitační čočky jej z ekvivalentního hlediska prodloužil na 80 hodin. Díky tomu bylo možné rozlišit více než 40 spektrálních čar, které nezávisle podporují model černé díry zahalené v horkém a hustém plynném kokonu.

Mezi detekovanými čarami byly například čáry vodíku, kyslíku a helia, které neodpovídají jednoduchému modelu rotujícího plynového oblaku. Místo toho nejlépe odpovídají modelu zahrnujícímu efekt elektronového rozptylu, což je jasný signál hustého, vrstveného plynového kokonu. Síla a poměry některých čar, zejména 16 čar železa, které tým nazval „železným lesem“, a určité čáry kyslíku, vyžadují k jejich vzniku vysoce energetický zdroj, jako je rychle akreující černá díra. Astronomové také zaznamenali fluorescenci a absorpci helia, což naznačuje husté prostředí obklopující silný zdroj.

Model BH* nejenže vysvětluje GLIMPSE-17775, ale také objasňuje, proč je většina malých červených teček slabá v rentgenovém záření – jakékoli takové emise jsou pravděpodobně absorbovány hustým plynným kokonem. Kombinace dat z Webbova teleskopu a Hubbleova vesmírného dalekohledu navíc pomohla vysvětlit, proč je Balmerův zlom u GLIMPSE-17775 slabší než u jiných malých červených teček: objekt je obklopen obří hostitelskou galaxií.

Tento objev je významný, protože původně někteří vědci spekulovali, že malé červené tečky „narušují kosmologii“, protože se zdálo, že galaxie v raném vesmíru rostly příliš rychle. Nový model však ukazuje, že hmotnosti černých děr nemusí být tak vysoké, aby vysvětlily široké emisní čáry, a vše tak zapadá do stávajícího rámce evoluční historie vesmíru. Vědci se nyní těší na další výzkum, který by měl definitivně potvrdit, co pohání centrální motory těchto záhadných objektů.