A James Webb űrtávcső (JWST) 2022-es üzembe helyezése óta a csillagászok egy különös jelenséggel szembesülnek a korai univerzumról készült legmélyebb felvételeken. A képeken parányi, bíborvörös foltok sokasága tűnik fel, amelyek az infravörös tartományban erősen sugároznak, ám feltűnően kompakt méretük miatt szinte lehetetlen őket osztályozni. Ezek a titokzatos objektumok, az úgynevezett „kis piros pontok” (Little Red Dots – LRD-k) hatalmas számban jelentek meg nagyjából 600 millió évvel az Ősrobbanás után, majd kevesebb mint egymilliárd évvel később látszólag nyomtalanul eltűntek.
A rejtélyes eltűnés komoly fejtörést okozott a kutatóknak, akik sokáig azt latolgatták, vajon egy teljesen új típusú galaxist vagy valami még egzotikusabb égitestet figyelnek-e meg. A JWST friss megfigyelései azonban – kiegészülve a Hubble űrtávcső és a Chandra röntgenobszervatórium adataival – most arra utalnak, hogy a kis piros pontok valójában egyáltalán nem tűntek el. Sokkal inkább arról lehet szó, hogy a táguló világegyetem és a hatalmas távolságok optikai csalódást okozva egyszerűen megváltoztatták a megjelenésüket.
A kutatók figyelme egy viszonylag közeli, a Nagy Medve csillagkép irányában található spirálgalaxisra, a Sagauro becenevű WISEA J123635.56+621424.2-re irányult. Ez a galaxis mintegy 3,3 milliárd évvel az Ősrobbanás után létezett, tehát jóval később, mint amikor az LRD-knek már rég el kellett volna tűnniük. Ennek ellenére a Sagauro magjában egy olyan kompakt, vöröses központi régió figyelhető meg, amely szinte minden ismérvében – beleértve a szokatlanul gyenge röntgensugárzást is – megegyezik a korai univerzum kis piros pontjaival.
Hogyan válik egy spirálgalaxisból parányi vörös pont
A Sagauro kiválasztásában döntő szerepet játszott, hogy elég közel van ahhoz, hogy a JWST ne csak a fényes központi magot, hanem a galaxis seprűszerű spirálkarjait is tisztán kirajzolja. A kutatócsoport célja azonban nem a galaxis jelenlegi állapotának tanulmányozása volt, hanem annak modellezése, hogyan festene ugyanez az objektum, ha több milliárd fényévvel távolabb helyezkedne el. Számítógépes szimulációk segítségével fokozatosan növelték a galaxis virtuális távolságát.
Ahogy a Sagauro modellje egyre messzebb került, a lenyűgöző spirálkarok fokozatosan beleolvadtak a kozmikus sötétségbe, míg végül csak egy parányi, izzó vörös pont maradt belőle. Az így kapott kép szinte tökéletes mása volt a JWST legtávolabbi mélyűri felvételeit benépesítő, rejtélyes kis piros pontoknak. A kísérlet világosan megmutatta, hogy a távolság önmagában is képes eltüntetni egy komplett galaxis szerkezetét, és csupán a legfényesebb központi régiót hagyni láthatóvá.
Ez az optikai illúzió magyarázatot adhat arra, miért olyan nehéz osztályozni az LRD-ket, és miért tűnnek úgy, mintha egy bizonyos korszak után egyszerűen kihaltak volna. A Sagauro példája azt sugallja, hogy a megfigyelt jelenség hátterében nem az objektumok fizikai megsemmisülése, hanem a megfigyelés korlátai állnak. A korai univerzumban csak a legfényesebb, aktív galaxismagok képesek átütni a mérhetetlen távolságok fénygyengítő hatásán.
A szupermasszív fekete lyukak átmeneti fiatalkori fázisa
A felfedezés fényében a tudósok egyre inkább úgy vélik, hogy a kis piros pontok nem egy teljesen új égitesttípust képviselnek, hanem a szupermasszív fekete lyukak fejlődésének egy rövid, de rendkívül intenzív szakaszát. Az univerzum fiatalkorában ezek az objektumok hatalmas mennyiségű anyagot nyeltek el, ami rendkívül fényes, kompakt aktív galaxismagok kialakulásához vezetett. Mivel a környező galaxis halványabb részeit a JWST sem tudja érzékelni ilyen extrém távolságokból, csak a központi „motor” marad látható.
Ez az értelmezés jelentősen leegyszerűsíti a kozmológiai modelleket, hiszen így nincs szükség arra, hogy egy teljesen új galaxisfajtával számoljanak a kutatók. Ehelyett a kis piros pontok a galaxisok és a bennük rejtőző óriás fekete lyukak koevolúciójának természetes velejáróiként értelmezhetők. A jelenség megértése kulcsfontosságú ahhoz, hogy pontosan feltérképezzük, miként nőttek a szupermasszív fekete lyukak ilyen gyorsan a kozmikus hajnal időszakában.
A kutatás következő lépéseként a csillagászok további, a Sagauro-hoz hasonló, viszonylag közeli galaxisok azonosítására törekszenek, hogy ellenőrizzék, vajon mindegyikük követi-e ugyanazt a mintázatot. Egy ilyen katalógus létrehozásával a tudósok pontosan modellezhetik, hogyan fejlődtek együtt a galaxisok és központi fekete lyukaik a kozmikus történelem során, és végleg megoldhatják a kis piros pontok mögött rejlő kozmikus rejtélyt.
© NASA, ESA, CSA, STScI, Pierluigi Rinaldi (Steward Observatory); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)
Forrás: LiveScience.com ↗̱
