Παράξενα αντικείμενα στο πρώιμο Σύμπαν, οι λεγόμενες «μικρές κόκκινες κουκίδες», προκαλούν σοβαρά ερωτήματα για τη δημιουργία γαλαξιών και μαύρων τρυπών. Νέα θεωρία προσπαθεί να λύσει το μυστήριο, αλλά οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι μπορεί να αλλάξει ριζικά την κατανόησή μας για την εξέλιξη του Σύμπαντος
Οι μυστηριώδεις «μικρές κόκκινες κουκίδες» (little red dots) που παρατηρήθηκαν στο πολύ πρώιμο Σύμπαν έχουν προβληματίσει εδώ και καιρό τους αστρονόμους.
Αυτά τα συμπαγή αντικείμενα φαίνονταν υπερβολικά μαζικά για την εποχή τους και έρχονταν σε αντίθεση με τις καθιερωμένες ιδέες για την ανάπτυξη των μαύρων τρυπών.
Μια νέα μελέτη προσφέρει μια εξήγηση που επιλύει βασικές αντιφάσεις.
Τι μπέρδεψε τους επιστήμονες
Κατά τα πρώτα δύο χρόνια παρατηρήσεων με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, οι ερευνητές εντόπισαν αντικείμενα που ονομάστηκαν «μικρές κόκκινες κουκίδες» στο νεαρό Σύμπαν.
Τα χαρακτηριστικά τους έμοιαζαν με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα ανώριμων γαλαξιών.
Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι η μάζα τους θα μπορούσε να φτάνει το 10 έως 100% της μάζας των γαλαξιών που τις φιλοξενούν, ενώ στο σημερινό Σύμπαν αυτό το ποσοστό συνήθως δεν ξεπερνά το 0,1%.
Παρόμοιες αποκλίσεις έχουν εμφανιστεί και σε συζητήσεις για άλλες κοσμικές απειλές και ανωμαλίες, όπως σενάρια πιθανής πρόσκρουσης αστεροειδούς στη Σελήνη.
Ωστόσο, στην περίπτωση των «μικρών κόκκινων κουκίδων», το ζήτημα αγγίζει τα θεμέλια της κοσμολογίας.
«Η ιστορία της επιστήμης γνωρίζει πολλά παραδείγματα όπου παράδοξα δεδομένα οδήγησαν τελικά σε αναθεώρηση βασικών μοντέλων, αντί στην κατάρρευσή τους», λέει ο ιστορικός της επιστήμης Sergei Belov.
Το φάσμα που παραμόρφωσε την εικόνα
Η βασική σύγχυση προέκυψε από τις φασματικές γραμμές. Υπό κανονικές συνθήκες, το αέριο που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα σχηματίζει δίσκο προσαύξησης και η διεύρυνση Doppler των γραμμών επιτρέπει την εκτίμηση της μάζας του αντικειμένου.
Στην περίπτωση των «μικρών κόκκινων κουκίδων», οι γραμμές εμφανίζονταν υπερβολικά διευρυμένες, οδηγώντας σε υπερεκτιμημένες τιμές μάζας.
Η κατάσταση περιπλέχθηκε από την απουσία ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα, οι οποίες σχεδόν πάντα συνοδεύουν ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Αυτό έκανε τα αντικείμενα ακόμη πιο ασυνήθιστα σε σχέση με άλλες κοσμικές ανακαλύψεις, όπως η αναζήτηση του Planet Nine στο Ηλιακό Σύστημα.
Η φάση «κουκούλι» ως εξήγηση
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Manchester υπό τον Vadim Rusakov, πρότειναν μοντέλο σύμφωνα με το οποίο αυτά τα αντικείμενα βρίσκονται στη λεγόμενη φάση «κουκούλι».
Μια νεαρή υπερμεγέθης μαύρη τρύπα περιβάλλεται από πυκνό κέλυφος ιονισμένου αερίου και σκόνης, το οποίο ταυτόχρονα την τροφοδοτεί κοντά στο όριο Eddington και παραμορφώνει το παρατηρούμενο φάσμα.
Το περιβάλλον πλούσιο σε ηλεκτρόνια αντανακλά επανειλημμένα φωτόνια από τον δίσκο προσαύξησης.
Ως αποτέλεσμα, οι φασματικές γραμμές «φουσκώνουν», δημιουργώντας την ψευδαίσθηση τεράστιας μάζας, ενώ η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας διασκορπίζεται αποτελεσματικά.
«Από την οπτική της φυσικής περιβάλλοντος, αυτό που έχει σημασία δεν είναι η ίδια η ακτινοβολία, αλλά το πώς αλληλεπιδρά με την πυκνή ύλη γύρω από την πηγή», λέει ο βιοφυσικός Alexey Kornilov.
Γιατί είναι σημαντικό για την κοσμολογία
Αυτή η ερμηνεία καταργεί την ιδέα της εξαιρετικά ταχείας ανάπτυξης μαύρων τρυπών στα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).
Οι μάζες των αντικειμένων επιστρέφουν στα συνήθη μοντέλα και οι «μικρές κόκκινες κουκίδες» γίνονται ένα προσωρινό στάδιο της εξέλιξής τους.
Η νέα υπόθεση ενισχύει επίσης τη συζήτηση για το τι δημιουργείται πρώτο - οι γαλαξίες ή οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Αν και δεν υπάρχει ακόμη οριστική απάντηση, η φάση «κουκούλι» προσφέρει ένα επιπλέον εργαλείο ανάλυσης του πρώιμου Σύμπαντος.
www.bankingnews.gr
Αυτά τα συμπαγή αντικείμενα φαίνονταν υπερβολικά μαζικά για την εποχή τους και έρχονταν σε αντίθεση με τις καθιερωμένες ιδέες για την ανάπτυξη των μαύρων τρυπών.
Μια νέα μελέτη προσφέρει μια εξήγηση που επιλύει βασικές αντιφάσεις.
Τι μπέρδεψε τους επιστήμονες
Κατά τα πρώτα δύο χρόνια παρατηρήσεων με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, οι ερευνητές εντόπισαν αντικείμενα που ονομάστηκαν «μικρές κόκκινες κουκίδες» στο νεαρό Σύμπαν.
Τα χαρακτηριστικά τους έμοιαζαν με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα ανώριμων γαλαξιών.
Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι η μάζα τους θα μπορούσε να φτάνει το 10 έως 100% της μάζας των γαλαξιών που τις φιλοξενούν, ενώ στο σημερινό Σύμπαν αυτό το ποσοστό συνήθως δεν ξεπερνά το 0,1%.
Παρόμοιες αποκλίσεις έχουν εμφανιστεί και σε συζητήσεις για άλλες κοσμικές απειλές και ανωμαλίες, όπως σενάρια πιθανής πρόσκρουσης αστεροειδούς στη Σελήνη.
Ωστόσο, στην περίπτωση των «μικρών κόκκινων κουκίδων», το ζήτημα αγγίζει τα θεμέλια της κοσμολογίας.
«Η ιστορία της επιστήμης γνωρίζει πολλά παραδείγματα όπου παράδοξα δεδομένα οδήγησαν τελικά σε αναθεώρηση βασικών μοντέλων, αντί στην κατάρρευσή τους», λέει ο ιστορικός της επιστήμης Sergei Belov.
Το φάσμα που παραμόρφωσε την εικόνα
Η βασική σύγχυση προέκυψε από τις φασματικές γραμμές. Υπό κανονικές συνθήκες, το αέριο που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα σχηματίζει δίσκο προσαύξησης και η διεύρυνση Doppler των γραμμών επιτρέπει την εκτίμηση της μάζας του αντικειμένου.
Στην περίπτωση των «μικρών κόκκινων κουκίδων», οι γραμμές εμφανίζονταν υπερβολικά διευρυμένες, οδηγώντας σε υπερεκτιμημένες τιμές μάζας.
Η κατάσταση περιπλέχθηκε από την απουσία ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα, οι οποίες σχεδόν πάντα συνοδεύουν ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Αυτό έκανε τα αντικείμενα ακόμη πιο ασυνήθιστα σε σχέση με άλλες κοσμικές ανακαλύψεις, όπως η αναζήτηση του Planet Nine στο Ηλιακό Σύστημα.
Η φάση «κουκούλι» ως εξήγηση
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Manchester υπό τον Vadim Rusakov, πρότειναν μοντέλο σύμφωνα με το οποίο αυτά τα αντικείμενα βρίσκονται στη λεγόμενη φάση «κουκούλι».
Μια νεαρή υπερμεγέθης μαύρη τρύπα περιβάλλεται από πυκνό κέλυφος ιονισμένου αερίου και σκόνης, το οποίο ταυτόχρονα την τροφοδοτεί κοντά στο όριο Eddington και παραμορφώνει το παρατηρούμενο φάσμα.
Το περιβάλλον πλούσιο σε ηλεκτρόνια αντανακλά επανειλημμένα φωτόνια από τον δίσκο προσαύξησης.
Ως αποτέλεσμα, οι φασματικές γραμμές «φουσκώνουν», δημιουργώντας την ψευδαίσθηση τεράστιας μάζας, ενώ η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας διασκορπίζεται αποτελεσματικά.
«Από την οπτική της φυσικής περιβάλλοντος, αυτό που έχει σημασία δεν είναι η ίδια η ακτινοβολία, αλλά το πώς αλληλεπιδρά με την πυκνή ύλη γύρω από την πηγή», λέει ο βιοφυσικός Alexey Kornilov.
Γιατί είναι σημαντικό για την κοσμολογία
Αυτή η ερμηνεία καταργεί την ιδέα της εξαιρετικά ταχείας ανάπτυξης μαύρων τρυπών στα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).
Οι μάζες των αντικειμένων επιστρέφουν στα συνήθη μοντέλα και οι «μικρές κόκκινες κουκίδες» γίνονται ένα προσωρινό στάδιο της εξέλιξής τους.
Η νέα υπόθεση ενισχύει επίσης τη συζήτηση για το τι δημιουργείται πρώτο - οι γαλαξίες ή οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Αν και δεν υπάρχει ακόμη οριστική απάντηση, η φάση «κουκούλι» προσφέρει ένα επιπλέον εργαλείο ανάλυσης του πρώιμου Σύμπαντος.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών