Телескопот Веб покажува мистериозни црвени точки, астрономите не знаат што се

Топ Вести - Слушај сега

Како мали фотобомби, космичките аномалии што личат на мали, светло црвени точки се појавуваат на речиси секоја слика направена од најмоќниот вселенски телескоп некогаш изграден. Астрономите сега ги нарекуваат мали црвени точки или LRD, но сè уште нема согласност за тоа што точно се.

Откако вселенскиот телескоп Џејмс Веб на НАСА започна со скенирање на универзумот пред четири години, стотици загадочни објекти се појавија на неговите слики. Нивното непознато потекло ефикасно предизвика научна дебата што стотици студии се обидоа да ја решат.

„Ова е прв пат во мојата кариера да проучувам објект каде што навистина не разбираме зошто изгледа онака како што изгледа“, рече Џени Грин, професор по астрофизички науки на Универзитетот Принстон. „Мислам дека е фер да го наречеме мистерија.“

Едно беше јасно од самиот почеток – овие чудни објекти беа вообичаени. „Секој пат кога го фокусиравте Џејмс Веб длабоко, наоѓавте неколку“, рече Грин, осврнувајќи се на чинот на фокусирање на телескопот на истиот дел од небото во текот на долг временски период за да се собере екстремно слаба светлина.

На почетокот, некои астрономи сугерираа дека точките би можеле да бидат масивни галаксии од раниот универзум или црни дупки опкружени со прашина. Сепак, овие почетни претпоставки подоцна беа побиени со понатамошни набљудувања, отворајќи го патот за неколку нови хипотези, од кои многу сè уште вклучуваат црни дупки.

„Секако мислам дека тие се поттикнати од акреција на црни дупки, но постојат и други, поегзотични сугестии, како некаков вид многу масивно умирање на ѕвезди“, рече Грин. Како експерт за супермасивни црни дупки и еволуција на галаксиите, таа објасни дека верува дека црната дупка како главна компонента на LRD одговара на најголемиот број објекти забележани досега.

Сепак, додаде таа, некој може да направи сосема ново набљудување што ќе ги поништи сите претпоставки за тоа што се LRD. „Досега, тоа се случи. Имавме едно очекување, кое беше погрешно. Имавме друго очекување, кое беше погрешно. Затоа, сепак би ја оставил таа можност отворена.“

Без разлика дали овие необични точки на крајот ги потврдуваат постарите теории или претставуваат ново откритие, научниците се подготвени да стекнат ново разбирање за универзумот.

Името на Малата црвена точка првпат се појави во студија од 2024 година, речиси две години откако научниците почнаа да ги проучуваат објектите. Прекарот го измисли Јорит Мати, раководител на истражувачката група за галактичка астрофизика во Австрискиот институт за наука и технологија, кој го избра затоа што беше поедноставен и попривлечен од научно попрецизниот термин: „широколиниски H-алфа емитери“.

Причината зошто астрономите не го забележале LRD сè додека Веб не бил активен беше тоа што другите телескопи што работеле во тоа време, како Хабл, немале доволна резолуција или им недостасувала чувствителност во подолгите инфрацрвени бранови должини, над прагот на видливата светлина, за да ги видат. Но, телескопот Веб, со своето примарно огледало широко 6,5 метри, открил објекти што претходно биле скриени.

Точките изгледаат црвени затоа што се толку далеку, а како што универзумот се шири, светлината од екстремно далечните објекти се растегнува во инфрацрвениот спектар додека патува до Земјата – феномен што астрономите го нарекуваат „црвено поместување“.

Но, точките се исто така по природа црвени, иако точната причина зошто е еден од најсложените делови од сложувалката.

„Главното толкување во нашата студија од 2024 година беше дека ова се црни дупки во пораст и дека се црвени затоа што се опкружени со честички прашина“, рече Мети. „Би рекол дека тоа беше консензус откако работевме најмалку една или две години, но сега консензусот всушност малку се промени. Сè уште мислиме дека тие акумулираат црни дупки, но сега мислиме дека не се црвени поради прашината, туку поради водородот.“

Голем дел од неизвесноста околу објектите произлегува од нивната оддалеченост. Иако астрономите откриле околу 1.000 од нив, Мети забележал дека скоро сите се неверојатно далечни.

„LRD се широко распространети во раниот универзум – првенствено во првите милијарда години од космичкото време, со моментална возраст од 13,8 милијарди години – но тие се исклучително ретки во поблискиот или подоцнежниот универзум“, објасни тој, осврнувајќи се на фактот дека гледањето на далечен објект во вселената е во суштина гледање во минатото. Тоа е затоа што колку е подалеку нештото, толку подолго време е потребно неговата светлина да стигне до нас.

Минатата година, тим истражувачи откри три LRD многу поблиску до Земјата за прв пат, а во тек се студии за нивна анализа. Но, врз основа на тоа откритие, рече Мети, локалните LRD би можеле да бидат 100.000 пати поретки од оние пронајдени подалеку во раниот универзум.

Сепак, ако се пронајдат повеќе локални LRD, тие би можеле да откријат повеќе од нивните тајни, бидејќи е полесно да се проучува објект што е поблиску.

„Овие би можеле да го променат нашето разбирање за црните дупки, мислам дека би можеле да се покажат како еден вид недостасувачка алка“, рече Мети. „Знаеме дека галаксиите, како нашиот Млечен Пат, имаат супермасивни црни дупки во своите центри и иако е многу честа појава, фундаментално е мистерија како се формирале овие супермасивни црни дупки. LRD всушност би можеле да бидат фазата на раѓање или бебешка фаза на ова формирање, и можеби тоа го гледаме за прв пат.“

„Ѕвезди од црни дупки“
Најблиску што дојдовме до каталогизирање на Малите црвени точки се случи во 2023 година, кога тим истражувачи предводен од Ана де Граф, соработник на Клеј во Центарот за астрофизика Харвард-Смитсонијан, започна програма наречена RUBIES, или Црвени непознати: Светлосно инфрацрвено екстрагалактичко истражување. Програмата помина значителен дел од своето време на телескопот Веб – 60 часа – анализирајќи илјадници црвени и светли објекти.

„Тоа беше навистина првата програма што систематски ги следеше овие црвени извори, набљудувајќи ги сите видови чудни објекти – не само мали црвени точки – туку околу 40 LRD меѓу нив“, рече де Граф.

Најголемото изненадување, додаде де Граф, е објектот што го нарекува „Карпа“, чии карактеристики се чини дека се спротивставуваат на раните хипотези за тоа што би можеле да бидат LRD. „Овој извор е навистина првиот каде што можеме недвосмислено да кажеме дека ова не е ниту нормална галаксија ниту црна дупка обвиткана во прашина – мора да е нешто друго“, рече таа. „Тоа беше еден вид пресвртница.“

Карпата го добива своето име затоа што нејзиниот светлосен спектар има многу стрмен премин – од слабо ултравиолетово до интензивно црвено зрачење. „Карактеристика што може да биде предизвикана само од многу густ водороден гас што е донекаде топол по температура“, рече де Граф. „Ова е изненадувачки, бидејќи значи дека LRD не се црвени затоа што имаат стари ѕвезди или затоа што имаат прашина, туку се црвени затоа што светлината се апсорбира од многу густиот гас што го опкружува централниот мотор, за кој мислиме дека е црна дупка. И ова е нешто што никогаш порано не е забележано“, додаде де Граф, истакнувајќи го фактот дека Клиф сугерира постоење на нов тип космички објект.

Во некои трудови, де Граф ги нарекува таквите објекти „ѕвезди од црни дупки“, име што таа го опишува како малку замамливо за кликови, но не е сосема погрешно.

„Мислиме дека таму има црна дупка што ја напојува, а светлината од оваа црна дупка го осветлува гасот околу неа, на начин што е малку сличен на она што го гледаме во ѕвездите“, рече таа. Самите црни дупки не емитуваат светлина, но прегреаниот материјал што паѓа во нив свети интензивно, па затоа растечките црни дупки се меѓу најсјајните објекти во универзумот.

„Вистински непознато“
Карпата, исто така, има сличности со теоретските објекти наречени квази-ѕвезди, кои беа предвидени во 2006 година – долго пред да бидат откриени Малите црвени точки – од Мич Бегелман, професор на Одделот за астрофизика и планетарни науки на Универзитетот во Колорадо Болдер, заедно со колегите Марта Волонтери и Мартин Рис.

Тие опишаа квази-ѕвезда како ѕвезда напојувана не од нуклеарна фузија, туку од црна дупка, опкружена со масивен облак од гас што ѝ дава сјај сличен на ѕвезда. За разлика од црната дупка Де Граф, послободен термин за ѕвезда напојувана од црна дупка со непознато потекло, квази-ѕвезда е дефиниран теоретски модел во кој црната дупка е резултат на колапсот на масивна протоѕвезда.

„Разбирам дека го предвидовме постоењето на црни дупки со огромни обвивки од материја. Не мислам дека нужно имаме неоспорен доказ дека ова е објаснувањето за LRD, но досега не сум видел никакви докази што претставуваат непремостлив проблем за таа слика“, рече Бегелман.

Чуден хибрид помеѓу ѕвезда и црна дупка би бил нов вид космички објект, па затоа е разбирливо што истражувачите се претпазливи во прогласувањето на квази-ѕвездите за победници во дебатата за Малата црвена дамка.

„Можно е LRD да се квази-ѕвезди, но не мислам дека сè уште сме ги исклучиле целосно другите сценарија“, рече Мати. „Дефинитивно би сакала да биде вистина, бидејќи тоа би значело дека откривме нов вид астрофизички феномен што ги поврзува ѕвездите и супермасивните црни дупки, но мислам дека е прерано да се каже.“

За де Граф, главниот проблем со квази-ѕвездите е тоа што тие се специфичен вид објект, а ние едноставно сè уште не знаеме доволно за LRD. „Многу е тешко да се докаже дека постои црна дупка во LRD, доказите не постојат во моментов“, рече таа. „Единствената причина зошто мислиме дека има црни дупки во нив е затоа што се толку светли и има толку многу од нив. Тоа е нашето научно чувство, но всушност е тешко да се докаже.“

Тешко е да се каже каде е научната заедница во дебатата за Малите црвени точки, но повеќето истражувачи веруваат дека тие не се ни блиску до решение. Но, тоа е она што ги прави овие објекти толку интересни.

„Мислам дека тие се најголемото изненадување од времето на Џејмс Веб и тие се видот изненадување на кое би се надевале“, рече де Граф.

„Џејмс Веб е вселенска мисија од 10 милијарди долари и се надевате дека

„да пронајдеме работи што се навистина непознати“, додаде таа. „Мислам дека се исплатеше. Навистина ни даде нова загатка, нешто што е малку како галаксија, малку како црна дупка и малку како ѕвезда – експерти од сите овие заедници сега се обидуваат да придонесат и да ја изнесат својата омилена теорија или своите наоди. И мислам дека тоа е навистина уникатно.“