A JWST többszáz Kis Vörös Pöttyöt talált az univerzumban, de nem tudni, mik azok

A Kis Vörös Pötty nevű kozmikus rendszerek bizonyára galaxisok, de ahogy a fény egyszerre viselkedik részecskeként és hullámként, úgy ezeket sem tudták besorolni a jelenlegi rendszer kategóriáiba.

Amikor a csillagászok elemezték a James Webb űrtávcső (JWST) felvételeit az univerzum távoli részeiről, egy eddig soha nem látott galaxiscsoportot fedeztek fel. Ezek a galaxisok néhány százan vannak, és Kis Vörös Pöttyöknek nevezik őket. Nagyon vörösek és kompaktak, és csak a kozmikus történelem körülbelül 1 milliárd éve alatt láthatóak. Komoly fejtörést okoznak a csillagászoknak, mert különböző asztrofizikai objektumoknak tűnnek. Vagy hatalmas tömegű, nehéz galaxisok, vagy szerény méretűek, amelyek mindegyike egy-egy szupermasszív fekete lyukat tartalmaz a magjában.

Egy dolog azonban biztos. A tipikus Kis Vörös Pötty kicsi, sugara mindössze 2%-a a Tejútrendszer galaxis sugarának. Némelyik még ennél is kisebb, írja a Scientific American.

A Kis Vörös Pöttyök fénye

A csillagászok elemzik a távcsöveink által távoli galaxisokból kapott fényt, hogy felmérjék fizikai tulajdonságaikat, például a bennük található csillagok számát. Fényük tulajdonságait felhasználhatják a Kis Vörös Pöttyök tanulmányozására, és kideríthetik, hogy sok csillagból állnak-e, vagy egy fekete lyuk van a belsejükben.

A távcsöveinkbe érkező fény hullámhossza a hosszú rádióhullámoktól az energikus gammasugarakig terjed. A csillagászok a fényt különböző frekvenciákra bontják, és egy spektrumnak nevezett ábrával szemléltetik őket. A spektrum alakja alapján megjósolhatjuk, hogy a galaxisban található-e szupermasszív fekete lyuk, és megbecsülhetjük a tömegét. Hasonlóképpen, a galaxis röntgensugárzásának tanulmányozása is felfedheti egy szupermasszív fekete lyuk jelenlétét, magyarázza a Live Science.

Rajtuk viszont nem működik a teszt

A Kis Vörös Pöttyök, mint az álcázás végső mesterei, különböző asztrofizikai objektumokként jelennek meg, attól függően, hogy a csillagászok a röntgensugárzás, az emissziós vonalak vagy valami más segítségével vizsgálják őket.

A Kis Vörös Pöttyök színképéről és emissziós vonalairól eddig összegyűjtött információk két eltérő modellhez vezettek, amelyek a természetüket magyarázzák. Ezek az objektumok vagy rendkívül sűrű galaxisok, amelyek csillagok milliárdjait tartalmazzák, vagy egy szupermasszív fekete lyuknak adnak otthont.

A két hipotézis

A csak csillagokat tartalmazó hipotézis szerint a Kis Vörös Pöttyök hatalmas mennyiségű csillagot tartalmaznak – akár 100 milliárd csillagot is. Ez körülbelül ugyanannyi csillag, mint a sokkal nagyobb Tejútrendszerben. Ezek az asztrofizikai objektumok lehetnek a legsűrűbb csillagkörnyezetek az egész univerzumban. A csillagászok még abban sem biztosak, hogy ilyen csillagrendszerek fizikailag létezhetnek-e.

Aztán ott van a fekete lyuk hipotézis. A Kis Vörös Pöttyök többsége egyértelmű jeleit mutatja egy szupermasszív fekete lyuk jelenlétének a középpontjukban. A csillagászok úgy tudják megállapítani, hogy van-e fekete lyuk a galaxisban, ha a spektrumukban nagy emissziós vonalakat vizsgálnak, amelyeket a fekete lyuk körül nagy sebességgel örvénylő gáz hoz létre. A csillagászok valójában úgy becsülik, hogy ezek a fekete lyukak túl nagy tömegűek, összehasonlítva kompakt gazdagalaxisuk méretével.

A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay

Továbbá a közönséges fekete lyukaktól eltérően a Kis Vörös Pöttyökben feltehetően jelenlévő fekete lyukak nem mutatják a röntgensugárzás jeleit. Még a rendelkezésre álló legmélyebb, nagyenergiájú felvételeken sem látszanak nyomok, ahol a csillagászoknak könnyen meg kellene tudniuk figyelni ezeket a fekete lyukakat.

Hogyan tesztelhetik?

Az a tény, hogy a fekete lyukak túl nagyok, vagyis túlmasszívak, talán nem is probléma az univerzum megértése szempontjából, hanem inkább a legjobb jel arra, hogyan születtek meg az univerzum első fekete lyukai. Ha ugyanis a valaha kialakult első fekete lyukak nagyon nagy tömegűek voltak – a Nap tömegének mintegy 100 000-szerese -, akkor elméleti modellek szerint a fekete lyukak tömegének és a gazdagalaxis tömegének aránya a kialakulásuk után még hosszú ideig magas maradhatott.

Hogyan fedezhetik fel tehát a csillagászok ezeknek az idők kezdetén ragyogó kis fényfoltoknak a valódi természetét? A Webb-teleszkóp és a nagyobb teljesítményű röntgenteleszkópok további megfigyelésekre való felhasználásával végül olyan tulajdonságot fedeznek fel, amelyet a csillagászok csak a két forgatókönyv egyikének tudnak tulajdonítani.

Ha például a csillagászok egyértelműen röntgensugárzást vagy rádiósugárzást, illetve infravörös fényt észlelnének a fekete lyuk lehetséges helyének környékéről, akkor tudnák, hogy a fekete lyuk hipotézis a helyes.

Ez is érdekelhet:

• Az ELTE kutatói felfedezték az eddigi legnehezebb antianyag-atommagot
• 2500 éves ókori csillagvizsgálót fedeztek fel a régészek

Kiemelt kép: depositphotos.com