Αστρονόμοι που αναλύουν δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) εντόπισαν αυτό που μπορεί να είναι η παλαιότερη μαύρη τρύπα που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, πιθανώς δημιουργημένη λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Η ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύτηκε σε νέα μελέτη που αναμένει επιστημονική αξιολόγηση, προσφέρει ίσως την ισχυρότερη ένδειξη μέχρι σήμερα για την ύπαρξη των λεγόμενων πρωτογενών μαύρων τρυπών (primordial black holes) – μια θεωρητική κατηγορία αντικειμένων που προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες.
Τι είναι οι πρωτογενείς μαύρες τρύπες;
Οι πρωτογενείς μαύρες τρύπες διαφέρουν από τις «συμβατικές» που προκύπτουν από την κατάρρευση αστεριών.
- Μπορεί να είναι εξαιρετικά μικρές, ακόμα και στο μέγεθος ενός πλανήτη ή ενός ατόμου
- Σχηματίζονται στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου του σύμπαντος, πριν ακόμη δημιουργηθούν άστρα ή γαλαξίες
- Ενδέχεται να αποτελούν μέρος της σκοτεινής ύλης, καθώς «κρύβουν» μεγάλες ποσότητες μάζας σε μη ανιχνεύσιμες μορφές
Η μαύρη τρύπα χωρίς γαλαξία γύρω της
Ο καθηγητής Roberto Maiolino από το Πανεπιστήμιο του Cambridge, συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε στον Guardian:
«Αυτή η μαύρη τρύπα είναι σχεδόν γυμνή… φαίνεται πως δημιουργήθηκε χωρίς να έχει προηγηθεί η δημιουργία ενός γαλαξία γύρω της».
Αυτό προκαλεί σοβαρές αμφιβολίες στις υπάρχουσες θεωρίες που προϋποθέτουν ότι οι μαύρες τρύπες δημιουργούνται μέσα σε γαλαξιακές δομές, όπως μετά από έκρηξη υπερκαινοφανούς (supernova).
Το «κόκκινο στίγμα» QSO1
Το αντικείμενο που μελετήθηκε είναι ένα «μικρό κόκκινο στίγμα» ονόματι QSO1, που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά με τη λειτουργία του JWST πριν τέσσερα χρόνια, από μια εποχή που το σύμπαν ήταν λιγότερο από 1 δισεκατομμύριο ετών.
Χρησιμοποιώντας το φαινόμενο βαρυτικού φακού (gravitational lensing), οι επιστήμονες κατάφεραν να μετρήσουν την ταχύτητα περιστροφής της ύλης γύρω από το αντικείμενο και από εκεί να υπολογίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας.
Η μάζα της εκτιμήθηκε στα 50 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, δηλαδή 50 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου – και διπλάσια από την υπόλοιπη ύλη στον γύρω χώρο.
Αυτό είναι σε πλήρη αντίθεση με τα γνωστά παραδείγματα, όπου οι μαύρες τρύπες είναι κατά χιλιάδες φορές μικρότερες από τους γαλαξίες που τις φιλοξενούν.
Μια «παραδειγματική αλλαγή» στην κοσμολογία
Προηγούμενη μελέτη του Maiolino έδειξε πως η ύλη γύρω από τη μαύρη τρύπα αποτελείται μόνο από υδρογόνο και ήλιο, τα πρώτα στοιχεία που σχηματίστηκαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – χωρίς ίχνη βαρύτερων στοιχείων, τα οποία δημιουργούνται σε άστρα.
«Εδώ βλέπουμε μια τεράστια μαύρη τρύπα να έχει σχηματιστεί χωρίς την παρουσία άστρων ή γαλαξιών γύρω της. Πρόκειται για μια αλλαγή παραδείγματος», λέει ο Maiolino.
Απόδειξη ή απλώς ένδειξη;
Ο Andrew Pontzen, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Durham, τονίζει πως η παρατήρηση είναι έμμεση και όχι αδιάψευστη απόδειξη:
«Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τα νέα δεδομένα του JWST για να ενισχύσουν το επιχείρημα υπέρ της πρωτογενούς προέλευσης, αλλά αυτό παραμένει προς συζήτηση».
Το μέλλον της έρευνας για πρωτογενείς μαύρες τρύπες
Η επιβεβαίωση αυτών των θεωριών πιθανόν να έρθει μέσα στην επόμενη δεκαετία, χάρη στις νέες γενιές ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων, που θα μπορούν να «μυρίσουν» μαύρες τρύπες σε όλο το σύμπαν.
Όπως λέει ο Pontzen:
«Σε μια δεκαετία, οι επόμενοι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα λύσουν οριστικά το ζήτημα.»
Μπορεί να μην έχουμε ακόμα αδιάσειστα στοιχεία, αλλά αυτή η ανακάλυψη αποτελεί μια ισχυρή ένδειξη για την ύπαρξη μαύρων τρυπών που γεννήθηκαν σχεδόν μαζί με το ίδιο το σύμπαν. Αν επιβεβαιωθεί, η κατανόησή μας για τη δημιουργία και την εξέλιξη του σύμπαντος ίσως αλλάξει ριζικά.