Από τον Δεκέμβριο του 2021, όταν το υπερ-τηλεσκόπιο James Webb κατέγραψε «πρώτο φως», σε απόσταση περίπου 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων από τη Γη, ερευνητές σε όλο τον κόσμο προσπαθούσαν να εξηγήσουν τις κόκκινες κουκκίδες ανάμεσα σε άστρα και γαλαξίες στις εικόνες που έλαβε το τηλεσκόπιο.

Οι λεγόμενες «μικρές κόκκινες κουκκίδες» εμφανίζονται όταν το σύμπαν ήταν «μόλις» μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, και ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα φαίνεται να εξαφανίζονται ξανά. Τι ήταν, λοιπόν;

Ορισμένοι επιστήμονες υποστήριξαν ότι ήταν τεράστιοι γαλαξίες, αρκετά ισχυροί ώστε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb να μπορεί να τους ανιχνεύσει 13 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα. Ωστόσο, αυτή η εξήγηση δεν ταίριαζε με τα υπάρχοντα μοντέλα κοσμολογικής εξέλιξης, σύμφωνα με τα οποία οι πρώτοι γαλαξίες δεν θα έπρεπε να είναι τόσο ορατοί τόσο νωρίς μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).

Μια εναλλακτική θεωρία ήταν ότι οι κουκκίδες σχετίζονταν με μαύρες τρύπες. Εκεί, όμως, προέκυπτε ένα νέο πρόβλημα: Πώς θα μπορούσαν τέτοια αντικείμενα να έχουν αποκτήσει τόσο μεγάλη μάζα σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα μετά το Big Bang.

Μια νέα μελέτη επιστημόνων του University of Copenhagen, αποκαλύπτει τώρα ότι οι μικρές κόκκινες κουκκίδες είναι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται κρυμμένες μέσα σε πυκνά «κουκούλια» ιονισμένου αερίου.

«Οι μικρές κόκκινες κουκκίδες είναι νεαρές μαύρες τρύπες, εκατό φορές λιγότερο μαζικές απ’ ό,τι πιστευόταν προηγουμένως, τυλιγμένες σε ένα κουκούλι αερίου, το οποίο καταναλώνουν ώστε να μεγαλώσουν. Αυτή η διαδικασία παράγει τεράστια θερμότητα, η οποία λάμπει μέσα από το κουκούλι. Αυτή η ακτινοβολία που περνά μέσα από το κουκούλι είναι εκείνη που δίνει στις μικρές κόκκινες κουκκίδες το μοναδικό κόκκινο χρώμα τους», λέει ο καθηγητής Darach Watson, ένας από τους κύριους ερευνητές της μελέτης. 

Η ανακάλυψη αυτή έφερε τους ερευνητές του Κέντρου Cosmic Dawn στο πρωτοσέλιδο ενός από τα μεγαλύτερα επιστημονικά περιοδικά του κόσμου, του Nature.

Οι μαύρες τρύπες «τρέφονται ακατάστατα»

Υπάρχουν πλέον εκατοντάδες γνωστές μικρές κόκκινες κουκκίδες, τις οποίες τώρα γνωρίζουμε ότι είναι νεαρές μαύρες τρύπες. Αν και συγκαταλέγονται στις μικρότερες μαύρες τρύπες που έχουν ανακαλυφθεί ποτέ, εξακολουθούν να έχουν μάζα έως και 10 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο και διαμέτρους δέκα εκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Οι μαύρες τρύπες καταπίνουν τα πάντα στην περιοχή γύρω τους και μεγαλώνουν καθώς «τρώνε». Όμως, επειδή ο ορίζοντας γεγονότων των μαύρων τρυπών δεν είναι πολύ μεγάλος, το αέριο που πέφτει προς αυτές θερμαίνεται σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες ώστε να λάμπει έντονα και να αποδίδει περισσότερη ενέργεια από οποιαδήποτε άλλη διαδικασία γνωρίζουμε. Αυτή η έντονη ακτινοβολία προκαλεί να εκτινάσσεται προς τα έξω μεγάλο μέρος της ύλης που η τρύπα καταναλώνει.

«Όταν το αέριο πέφτει προς μια μαύρη τρύπα, σπειροειδώς κατεβαίνει σε ένα είδος δίσκου ή χωνιού προς την επιφάνεια της μαύρης τρύπας. Καταλήγει να κινείται τόσο γρήγορα και να συμπιέζεται τόσο πυκνά ώστε να παράγει θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών και να λάμπει έντονα. Όμως μόνο ένα πολύ μικρό μέρος του αερίου καταπίνεται από τη μαύρη τρύπα. Το μεγαλύτερο μέρος εκτινάσσεται προς τα έξω από τους πόλους καθώς η μαύρη τρύπα περιστρέφεται. Γι’ αυτό λέμε ότι οι μαύρες τρύπες “τρέφονται ακατάστατα”», εξηγεί ο Darach Watson.

Εξήγηση για τις ταχέως αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες

Στο κέντρο του δικού μας γαλαξία υπάρχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα (τέσσερα εκατομμύρια φορές η μάζα του Ήλιου), και το ίδιο ισχύει για όλους τους άλλους γαλαξίες. Όμως οι μαύρες τρύπες και ο ρόλος τους στο σύμπαν εξακολουθούν να καλύπτονται από μυστήριο.

Η νέα ανακάλυψη ρίχνει νέο φως στην πρώιμη ανάπτυξη των μαύρων τρυπών και δίνει μέρος της απάντησης στο πώς, μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, θα μπορούσαν να υπάρχουν ήδη υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζες έως και ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερες από εκείνη του Ήλιου.

«Έχουμε καταγράψει τις νεαρές μαύρες τρύπες στη μέση της “έκρηξης” ανάπτυξής τους, σε ένα στάδιο που δεν έχουμε παρατηρήσει ξανά. Το πυκνό κουκούλι αερίου γύρω τους παρέχει το καύσιμο που χρειάζονται για να μεγαλώσουν πολύ γρήγορα», λέει ο Darach Watson.

Διαβάστε επίσης:

Διάστημα: Ισχυρή ηλιακή καταιγίδα πλήττει τον πλανήτη μας

«Kerberos»: Φοιτητές δημιούργησαν προβιοτικό που δεσμεύει τα μικροπλαστικά στο έντερο

Πώς το υδροκυάνιο μπορεί να… ξεκίνησε τη ζωή στη Γη