Znanstvenici, vrlo blizu samog početka, bilo je crnih rupa.
Te crne rupe, koje astronomi nikada nisu izravno otkrili, nisu se formirale na uobičajen način: eksplozivni kolaps velike zvijezde koja umire u dobroj gravitaciji. Istraživači vjeruju da materiju u tim crnim rupama nije zgnječio u jedinstvenost posljednjim uzdahom stare zvijezde.
Uistinu, tada u prvih milijardu ili više godina svemira nije bilo starih zvijezda. Umjesto toga, bili su ogromni oblaci materije, koji su punili prostor, zasijali najstarije galaksije. Neki od tih materija, vjeruju istraživači, zbližili su se ipak čvrsto, urušavajući se u vlastitu gravitaciju, baš kao što su stare zvijezde kasnije činile kao što je svemir ostario. Ti su se kolapsi, vjeruju istraživači, zasadili supermasivim crnim rupama koje nisu imale prethodni život kao zvijezde. Astronomi te singularnosti nazivaju "crnim rupama izravnog urušavanja" (DCBHs).
Problem ove teorije je, međutim, što je nitko nikada nije pronašao.
Ali to bi se moglo promijeniti. Novi rad iz Georgia Institute of Technology, objavljen 10. rujna u časopisu Nature Astronomy, predlaže da bi James Webb svemirski teleskop (JWST), koji NASA namjerava lansirati u nekom trenutku u narednih nekoliko godina, trebao biti dovoljno osjetljiv da otkrije galaksiju koja sadrži crnu rupu iz tog drevnog razdoblja povijesti svemira. A nova studija predlaže skup potpisa koji bi se mogli upotrijebiti za identifikaciju galaksije koja ugošćuje DCBH.
A tom ultra moćnom teleskopu možda neće trebati dugo pretraživati nebo da bi ga pronašli.
"Predviđamo da bi predstojeći svemirski teleskop James Webb mogao otkriti i razlikovati mladu galaksiju koja se nalazi u crnoj rupi s izravnim padom ... sa samo 20.000 sekundi ukupnog vremena izlaganja", napisali su istraživači. (Kasnije su primijetili da u toj vremenskoj procjeni ima nekih "grubih" elemenata.)
Da bi odredili svoje predviđanja, istraživači su koristili računalni model kako bi simulirali stvaranje DCBH u ranom svemiru. Otkrili su da kad se formira DCBH, oko njega se formira puno ogromnih, kratkotrajnih zvijezda bez metala. Tako bi svjetlost koja dolazi iz njegove galaksije domaćina sadržavala potpise zvijezda s niskim sadržajem metala.
Otkrili su i da DCB u nastajanju emitira određene, visoke frekvencije elektromagnetskog zračenja koje je JWST mogao prepoznati - premda bi to zračenje putovalo toliko daleko, od galaksije koja se kretala tako brzo u suprotnom smjeru, da bi se crveno prebacilo u infracrveno zračenje pomoću vrijeme kad je stiglo do našeg sunčevog sustava. (Svjetlost se mijenja crveno ili se pomiče prema duljim valnim duljinama, kako se predmeti u svemiru odmiču dalje, jedni od drugih.)
I to dolazi do osnovnog razloga što istraživači još uvijek mogu samo nagađati (vrlo naprednim riječima) o tome kako bi DCBH trebao izgledati JWST, te čekati da JWST zaista stigne u svemir: Da bi proučili rani svemir, znanstvenici gledati vrlo daleko, na vrlo staro svjetlo koje putuje već jako dugo. Ta je svjetlost posebno slaba, a bez instrumenta koji je tako osjetljiv kao JWST, čovječanstvo trenutno samo nema načina da ga prepozna.
Nakon što se JWST pokrene, on bi trebao biti u stanju u kratkom vremenu otkriti DCBH, napisali su istraživači. To je zato što postoji puno crnih rupa koje istraživači već mogu otkriti iz nešto kasnijeg svemira za koje sumnjaju da bi mogli biti DCBH. Ali te crne rupe su bliže Zemlji, tako da su signali koje čovječanstvo sada može otkriti iz njih stvoreno kasnije u njihovom životnom vijeku, kad su dokazi o tome kako su nastali izgubljeni.
Postoje brojna otvorena pitanja o DCBH-ovima na koja bi JWST mogao odgovoriti, rekli su istraživači u izjavi - poput toga da li DCBH formira, a zatim uzrokuje formiranje galaksije oko nje, ili jesu li DCBH-ovi formirani nakon što se materija oko njih već spojila. zajedno u zvijezde.
"Ovo je jedna od posljednjih velikih misterija ranog svemira", rekao je u izjavi Kirk Barrow, prvi autor članka i nedavni doktorski diplomski student Fizičke škole Georgia Tech. "Nadamo se da će ova studija pružiti dobar korak ka promišljanju kako su nastale ove supermasivne crne rupe pri rođenju galaksije."
