Olyan égitestekre bukkantak az űrben, amiknek nem lenne szabad létezniük

Amikor a NASA James Webb űrteleszkópja először fordította érzékeny lencséit az univerzum felé, meglepő felfedezést tett. Az égbolton, az űrben apró, rendkívül fényes és élénkvörös pontok tűntek fel – a tudósok csak „kis piros pontokként” (Little Red Dots, röviden: LRD-ként) hivatkoznak rájuk. Ezek az objektumok nagyjából 600 millió évvel az ősrobbanás után keletkeztek, vagyis az univerzum egyik legkorábbi korszakából származnak.

Nem kéne létezniük – mi történik az űrben?

A probléma az, hogy elméletileg ezeknek a piros "pontoknak" nem kellene létezniük. A fényességük, tömegük és méretük egyszerűen nem fér bele abba a fejlődési sebességbe, amit eddig a kozmológia törvényei lehetővé tettek. Többen hasonlították őket egy „hatéves, két méter magas gyerekhez” – vagyis valami, ami túl gyorsan nőtt túl naggyá, túl korán.

Elsőként azt feltételezték, hogy ezek szokatlanul kompakt ősi galaxisok lehetnek. De ez a modell gyorsan megdőlt: a LRD-k túl kicsik, túl vörösek és túl fényesek, semhogy beleillenének a korai galaxisok vagy akár csillaghalmazok kategóriájába. Most egy új, izgalmas, sőt merész elmélet kezd körvonalazódni: ezek az objektumok talán egy eddig csak elméleti szinten létező entitás, az ún. fekete lyuk csillagok (black hole stars) lehetnek.

Fekete lyuk a csillag belsejében? 

A fekete lyuk csillag, vagy más néven kvázi-csillag nem új ötlet – a fogalom több mint húsz éve létezik az elméleti asztrofizikában. Az elképzelés szerint ezek az objektumok az univerzum legelején születhettek meg, amikor egy hatalmas csillag összeomlott ugyan, de a keletkező fekete lyuk nem fújta szét a környező gázt, hanem elnyelte és magába zárta azt. Így alakult ki egy izzó, gázzal körülvett burkolat, amely kívülről csillagszerű fényt bocsát ki, de a belsejében egy éhes, növekvő fekete lyuk lüktet. Az LRD-k megfigyelt spektrális adatai lenyűgözően illenek ebbe a modellbe. Az objektumok több száz fényév átmérőjűek, a fényük pedig olyan intenzív, hogy gyakran egy mai galaxis ragyogásával vetekszik. Ugyanakkor, amikor a csillagászok infravörös és rádiótávcsövekkel, köztük az ALMA-val megvizsgálták őket, nem találtak bennük port vagy gázt, amely megmagyarázná a szokatlan vörösséget. Ez kizárta a porral eltakart galaxis elméletét.

A spektrumaik sem hasonlítanak ismert galaxisokéra vagy csillagokra. Az extrém módon felhevített hidrogén gázra jellemző emissziós vonalak mellett olyan jellemzők is megfigyelhetők bennük, amelyek inkább egy csillag atmoszférájára utalnak – például elnyelési vonalak, illetve egy érdekes „V alakú” fényeloszlási profil, amely az ultraibolya tartományban csökken, majd a látható fény tartományában újra emelkedik. Mindez csak még tovább fokozza a rejtélyt.

Egyes kutatók úgy vélik, hogy ezek az égitestek a szupernagy tömegű fekete lyukak elődjei lehetnek – azoké, amelyek ma a galaxisok, így például a Tejútrendszer közepén is helyet foglalnak. Ha a LRD-k tényleg kvázi-csillagok, akkor belsejükben a teljes tömeg akár 50 százalékát is kiteheti a fekete lyuk, ami egészen más arány, mint a mai galaxisoknál, ahol a központi fekete lyuk legfeljebb 0,1%-át teszi ki a teljes tömegnek.

A múlt ködéből a jelenbe: közelebb is találtak hasonló objektumokat

Bár a LRD-k eddig csak az univerzum korai időszakából (600 millió – 1,5 milliárd évvel az ősrobbanás után) bukkantak elő, nemrég egy kínai kutatócsoport, Xiaojing Lin vezetésével néhány hasonló objektumot azonosított mindössze 2,5 milliárd fényév távolságban. Ez áttörést jelenthet a kutatásban: ha ezek valóban a kis piros pontok közeli rokonaiként azonosíthatók, akkor az asztronómusok végre közelebbről is megfigyelhetik őket, és talán közvetlen bizonyítékot találhatnak arra, hogy valóban fekete lyuk lüktet-e a szívükben.

A következő években a James Webb Teleszkóp új megfigyelési ciklusai kifejezetten a LRD-k vizsgálatára fókuszálnak majd. Több program célja az, hogy rövid távú fényességváltozásokat kövessen nyomon – ami árulkodó jele lehet az aktív fekete lyuk jelenlétének. Más csapatok arra keresnek majd választ, vajon ezek az objektumok mutatják-e a csillagfejlődés klasszikus jeleit – vagy teljesen új kozmikus evolúciós útvonalat képviselnek.

Bár a kis piros pontok még mindig sok kérdést vetnek fel, egyre biztosabbnak tűnik, hogy nem illenek a meglévő kategóriákba. Lehet, hogy ezek a világegyetem legelső fekete lyukcsillagai, amelyek segítségével végre megfejthetjük, hogyan jöttek létre a galaxisokat uraló fekete lyukóriások – és talán azt is, honnan származik a Tejútrendszer magja.

Nyitókép:Nanik Sri Rahayu / Shutterstock

Forrás: zmescience