Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) odkrył zaskakującą transformację w galaktyce Wergiliusza, odsłaniając ukrytą supermasywną czarną dziurę, która zaprzecza obecnemu rozumieniu ewolucji galaktyk. Odkrycie to sugeruje, że czarne dziury mogą determinować ewolucję galaktyk, a nie odwrotnie, i wskazuje na istnienie populacji podobnych ukrytych kosmicznych „potworów” czających się we wczesnym Wszechświecie.
Galaktyka o dwóch twarzach: efekt Jekylla i Hyde’a
Galaktyka Wergiliusza, obserwowana około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, wydaje się nieszkodliwa w ultrafiolecie i świetle widzialnym: typowa młoda galaktyka cicho tworząca gwiazdy. Jednak obserwowana za pomocą instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) należącego do JWST, galaktyka ujawnia swoją ciemną stronę – supermasywną czarną dziurę, mocno przesłoniętą przez pył, pożerającą materię z niezwykłą szybkością. Ta czarna dziura jest niezwykle masywna jak na swoją galaktykę macierzystą, co sugeruje, że rosła szybciej niż sama galaktyka, co wcześniej uważano za mało prawdopodobne.
„JWST pokazał, że nasze zrozumienie powstawania supermasywnych czarnych dziur było prawie całkowicie błędne” – mówi George Ricke z Uniwersytetu w Arizonie. „Wydaje się, że w większości przypadków czarne dziury wyprzedzają galaktyki.”
Ta rozbieżność podważa dominujące teorie, że galaktyki i ich centralne czarne dziury współewoluują. Odkrycie sugeruje, że niektóre czarne dziury mogły odegrać wiodącą rolę we wczesnym rozwoju kosmosu, wpływając na wzrost i strukturę galaktyk macierzystych.
Tajemnica małych czerwonych kropek
Wergiliusz należy do klasy wczesnych galaktyk znanych jako „Małe Czerwone Kropki”. Obiekty te, po raz pierwszy zidentyfikowane przez JWST, były powszechne około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, ale wydaje się, że zniknęły, zanim Wszechświat miał 2 miliardy lat. To zniknięcie jest główną tajemnicą kosmologii. Badając Wergiliusza, astronomowie mają nadzieję prześledzić losy tych wczesnych galaktyk i zrozumieć, dlaczego zniknęły z pola widzenia. Istnieje możliwość, że wyewoluowały w inne typy galaktyk, a JWST pomaga obecnie zidentyfikować ich współczesnych potomków.
Widzenie w podczerwieni ujawnia ukrytą prawdę
Kluczem do odkrycia prawdziwej natury „Wergiliusza” są obserwacje w podczerwieni. Podczas gdy chmury pyłu skutecznie blokują światło ultrafioletowe i widzialne, promieniowanie podczerwone przenika przez te bariery, odsłaniając intensywną energię wyjściową czarnej dziury w centrum galaktyki. MIRI pozwala naukowcom wyjść poza „skromny” wygląd i odkryć ukrytą w nim nienasyconą aktywność.
„MIRI zasadniczo pozwala nam obserwować to, czego nie jest w stanie wykryć światło ultrafioletowe ani światło optyczne” – wyjaśnia Pierluigi Rinaldi z Instytutu Nauk Kosmicznych. „Obserwowanie gwiazd jest łatwe… Ale jest coś więcej niż tylko gwiazdy, coś, co może odkryć tylko MIRI”.
Sugeruje to, że we wczesnym Wszechświecie w pyle ukrytych w pyle może być znacznie więcej supermasywnych czarnych dziur, które pozostają niewykryte i potencjalnie odgrywają większą rolę w ewolucji galaktyk, niż wcześniej sądzono.
Implikacje dla zrozumienia wczesnego Wszechświata
Odkrycie Virgila rodzi krytyczne pytanie: czy brakuje nam całej populacji kosmicznych „potworów” tylko dlatego, że nasze obecne techniki obserwacji pozwalają im ukrywać się przed naszymi oczami? W miarę dalszego skanowania JWST w głąb przestrzeni może ujawnić, że te ukryte giganty są znacznie częstsze, niż oczekiwano, zmieniając nasze rozumienie interakcji i ewolucji galaktyk i czarnych dziur. Bieżące obserwacje JWST obiecują pozbyć się tych kosmicznych przebrań i ujawnić pełniejszy i być może przerażający obraz wczesnego Wszechświata.
