Ένα από τα πιο παράξενα αντικείμενα που έχουν εντοπίσει μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι αποκαλύπτει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, σύμφωνα με το MIT. Πρόκειται για μια εξαιρετικά φωτεινή κόκκινη κουκκίδα, γνωστή ως MoM-BH-1*, η οποία βρίσκεται στο πρώιμο Σύμπαν και ενδέχεται να αποτελεί έναν εντελώς νέο τύπο αστροφυσικού αντικειμένου: μια «μαύρη τρύπα-άστρο» (black hole star).
Το αντικείμενο μοιάζει με ένα τεράστιο άστρο, με περίβλημα περίπου στο μέγεθος του Ηλιακού Συστήματος, όμως εκπέμπει ενέργεια περίπου 100 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη που μπορεί να παράγει ένα συνηθισμένο άστρο. Η εξήγηση, σύμφωνα με την ομάδα αστρονόμων του MIT και άλλων ερευνητικών ιδρυμάτων, βρίσκεται πιθανότατα στο εσωτερικό του: μια μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ύλη και τροφοδοτεί ένα πυκνό, καυτό περίβλημα αερίου.
«Έχουμε κάτι που μοιάζει λίγο με άστρο, αλλά είναι 100 δισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινό», εξηγεί ο Δρ. Rohan Naidu, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, από το Kavli Institute for Astrophysics and Space Research που ανήκει στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχαουσέτης (MIT). «Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορεί να τροφοδοτείται από πυρηνική σύντηξη, που είναι η πηγή ενέργειας στο εσωτερικό όλων των άστρων που γνωρίζουμε».
Το James Webb παρατήρησε το αντικείμενο κατά τη μελέτη του σμήνους γαλαξιών Abell S1063. Χάρη στη βαρυτική εστίαση του σμήνους, αλλά και στις περίπου 30 ώρες παρατήρησης του τηλεσκοπίου, οι επιστήμονες κατάφεραν να αποκτήσουν το βαθύτερο μέχρι σήμερα φάσμα ενός τέτοιου «μικρού κόκκινου σημείου».
Το MoM-BH*-1 βρίσκεται πίσω από το γαλαξιακό σμήνος και το φως του ταξίδεψε για δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι να φτάσει στο Webb. Η κοσμολογική του ερυθρή μετατόπιση είναι 3,5, γεγονός που σημαίνει ότι το βλέπουμε όπως ήταν περίπου 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Ένα άγνωστο μέχρι σήμερα «αστέρι» με μαύρη τρύπα στην καρδιά
Τα δεδομένα του James Webb περιέχουν περισσότερες από 40 φασματικές γραμμές. Οι επιστήμονες εντόπισαν πολλαπλές ενδείξεις που δεν μπορούν να εξηγηθούν από ένα απλό νέφος περιστρεφόμενου αερίου. Αντίθετα, το μοντέλο που ταιριάζει καλύτερα στα δεδομένα περιλαμβάνει ένα πυκνό και πολυστρωματικό περίβλημα αερίου γύρω από την πηγή.
Στο φάσμα εμφανίζονται υδρογόνο, οξυγόνο και ήλιο, ενώ ένα ιδιαίτερα έντονο χαρακτηριστικό, το λεγόμενο «Balmer break», δείχνει ότι πυκνό αέριο απορροφά φωτόνια. Το φαινόμενο είναι γνωστό από τα άστρα, όμως στην περίπτωση του MoM-BH*-1 είναι πολύ πιο ακραίο.
«Το “σπάσιμο” που παρατηρήσαμε σε αυτό το αντικείμενο είναι το βαθύτερο που έχουμε δει ποτέ σε οποιοδήποτε αντικείμενο», λέει ο Naidu. «Αποκλείει τα “συνηθισμένα” άστρα ως πηγή, αλλά μας έκανε να αναρωτηθούμε αν βλέπουμε έναν νέο τύπο “αστρικής ατμόσφαιρας”, σε θεαματική κλίμακα».
Οι προσομοιώσεις των ερευνητών δείχνουν ότι στο κέντρο του αντικειμένου βρίσκεται πιθανότατα μια μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 100.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, η οποία περιβάλλεται από ένα τεράστιο, πυκνό κέλυφος υδρογόνου.
Το αποτέλεσμα είναι ένα αντικείμενο που μοιάζει με άστρο, αλλά η ενέργειά του προέρχεται από τη συσσώρευση ύλης στη μαύρη τρύπα και όχι από πυρηνική σύντηξη.
Η ανακάλυψη, που έχει δημοσιευτεί στο Nature, μπορεί να δώσει απάντηση και σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της εποχής του James Webb: την ταυτότητα των πολυάριθμων «μικρών κόκκινων κουκκίδων» που εμφανίζονται στις εικόνες του πρώιμου Σύμπαντος.
«Αυτές οι μικρές κόκκινες κουκκίδες φαίνεται να βρίσκονται παντού στο πρώιμο Σύμπαν, αλλά ουσιαστικά εξαφανίζονται σήμερα», σημειώνει ο Naidu. «Το τι ακριβώς είναι αυτά τα αντικείμενα έχει γίνει ένα από τα πιο πολυσυζητημένα θέματα της εποχής του JWST».
Για τους ερευνητές, το MoM-BH*-1 μπορεί να είναι το πρώτο δείγμα μιας ολόκληρης κατηγορίας αντικειμένων. «Κάθε μικρή κόκκινη κουκκίδα είναι συμβατή με την ιδέα ότι πρόκειται για μια “μαύρη τρύπα άστρο”, ενσωματωμένο σε έναν γενικό πρώιμο γαλαξία», λέει ο Naidu. «Αυτό που κάνει ξεχωριστό το MoM-BH*-1 είναι ότι η “μαύρη τρύπα άστρο” υπερκαλύπτει σχεδόν ολοκληρωτικά τον γαλαξία που το φιλοξενεί, έτσι ώστε να βλέπουμε ουσιαστικά καθαρό φως από την ίδια τη “μαύρη τρύπα άστρο”».
(Με πληροφορίες από MIT, NASA)
