Μια αρχαία και σχεδόν «γυμνή» μαύρη τρύπα, την οποία οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι ίσως σχηματίστηκε στο πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang), εντόπισε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
Αν η υπόθεση αυτή επιβεβαιωθεί, θα είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται ένα τέτοιο κοσμικό «απολίθωμα», μια κατηγορία αντικειμένων που είχε θεωρητικά προβλέψει ο Στίβεν Χόκινγκ ήδη από τη δεκαετία του '70, αλλά που μέχρι σήμερα δεν είχε ποτέ εντοπιστεί.
Μέχρι πρόσφατα, η επικρατούσα άποψη ήταν διαφορετική: ότι πρώτα σχηματίστηκαν τα άστρα και οι γαλαξίες και ότι οι μαύρες τρύπες γεννήθηκαν πολύ αργότερα, όταν τα πρώτα άστρα εξαντλήθηκαν και κατέρρευσαν υπό το ίδιο τους το βάρος. Οι νέες παρατηρήσεις όμως φέρνουν στο φως μια τεράστια μαύρη τρύπα με ελάχιστο υλικό γύρω της, κάτι που δεν ταιριάζει καθόλου με το καθιερωμένο σενάριο.
«Αυτή η μαύρη τρύπα είναι σχεδόν γυμνή», σχολίασε ο Ρομπέρτο Μαϊολίνο, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και μέλος της ερευνητικής ομάδας. «Αυτό είναι πραγματικά μια πρόκληση για τις θεωρίες μας. Φαίνεται πως σχηματίστηκε χωρίς να προηγηθεί ο σχηματισμός γαλαξία γύρω της».
Τι είναι οι «αρχέγονες» μαύρες τρύπες και πώς μπορούν να αλλάξουν τα δεδομένα
Οι «αρχέγονες» μαύρες τρύπες θεωρείται ότι σχηματίστηκαν αμέσως μετά το Big Bang, όταν εξαιρετικά πυκνές και θερμές περιοχές του πρώιμου σύμπαντος κατέρρευσαν κάτω από το ίδιο τους το βάρος. Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, οι τρύπες αυτές λειτούργησαν από πολύ νωρίς ως «βαρυτικά κέντρα» γύρω από τα οποία συγκεντρώθηκαν αέρια και σκόνη που αργότερα έδωσαν τους πρώτους γαλαξίες.
Τη θεωρία αυτή ανέπτυξε ο Στίβεν Χόκινγκ τη δεκαετία του ’70, αλλά η έλλειψη παρατηρησιακών στοιχείων την περιθωριοποίησε για δεκαετίες, κατατάσσοντάς την στα «εξωτικά» σενάρια.
Οι τελευταίες παρατηρήσεις του James Webb φέρνουν στο προσκήνιο μια μικρή κόκκινη κουκκίδα, γνωστή ως QSO1. Χρονολογείται πριν από περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, σε μια εποχή που το σύμπαν είχε ηλικία μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια. Το αντικείμενο αυτό ανήκει σε μια σειρά παρόμοιων ευρημάτων του Webb: τόσο κόκκινα, τόσο συμπαγή και τόσο φωτεινά, ώστε οι αστρονόμοι τα ερμηνεύουν ως αρχαίες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Το μεγάλο ερώτημα είναι πώς κατόρθωσαν να αποκτήσουν τέτοιο μέγεθος τόσο νωρίς. Η μέχρι τώρα εικόνα ήταν ότι οι μαύρες τρύπες ξεκινούν μικρές και «φουσκώνουν» καταβροχθίζοντας άστρα και αέρια μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια.
Στην περίπτωση του QSO1, οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν την ταχύτητα περιστροφής του υλικού γύρω από τον πυρήνα. Υπολόγισαν ότι η μαύρη τρύπα έχει μάζα περίπου 50 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου, ενώ το νέφος αερίων και σκόνης που την περιβάλλει έχει λιγότερο από τη μισή. «Αυτό έρχεται σε πλήρη αντίθεση με το σύμπαν που γνωρίζουμε σήμερα, όπου οι μαύρες τρύπες στο κέντρο γαλαξιών, όπως ο δικός μας, είναι χίλιες φορές μικρότερες από τον γαλαξία που τις φιλοξενεί», σημείωσε ο Μαϊολίνο.
«Πρόκειται για αλλαγή παραδείγματος»
Επιπλέον, οι αναλύσεις αποκάλυψαν ότι το υλικό γύρω από τη μαύρη τρύπα είναι «παρθένο», δηλαδή αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο, τα δύο βασικά στοιχεία που προέκυψαν από τo Big Bang. Η απουσία βαρύτερων στοιχείων, που παράγονται μέσα στα άστρα, ενισχύει την άποψη ότι στην περιοχή δεν είχε προηγηθεί ουσιαστικός σχηματισμός άστρων.
«Πρόκειται για αλλαγή παραδείγματος», υπογράμμισε ο Μαϊολίνο. «Βλέπουμε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που δημιουργήθηκε χωρίς να υπάρχει ουσιαστικά γαλαξίας γύρω της».
Ως εναλλακτική εξήγηση εξετάζεται το ενδεχόμενο ένα τεράστιο νέφος αερίου και σκόνης να κατέρρευσε κατευθείαν σε μαύρη τρύπα, χωρίς να σχηματίσει πρώτα άστρα. Όμως οι ιδιαίτερες συνθήκες που θα απαιτούσε μια τέτοια «άμεση κατάρρευση» δεν προκύπτουν από τα δεδομένα, γεγονός που οδηγεί τους περισσότερους επιστήμονες να θεωρούν πιθανότερη την εκδοχή της αρχέγονης μαύρης τρύπας.
«Αν επιβεβαιωθεί ότι οι μαύρες τρύπες έχουν πράγματι πρωταρχική προέλευση, αυτό θα έχει τεράστιες συνέπειες για τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής», σχολίασε ο Άντριου Πόντζεν, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ντάραμ, που δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Οι νέες παρατηρήσεις ενισχύουν το επιχείρημα υπέρ της πρωταρχικής προέλευσης, αλλά πρόκειται ακόμη για έμμεσο στοιχείο. Θα χρειαστεί χρόνος για να ξεκαθαρίσει η συζήτηση. Σε μια δεκαετία, οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων νέας γενιάς ίσως δώσουν την οριστική απάντηση».
Με πληροφορίες από Guardian
