Jest najstarsza w kosmosie. Zauważył ją Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, zwany również JWST, wykorzystuje kamery w podczerwieni do skanowania nieba. Dzięki temu udało się dostrzec najstarszą czarną dziurę, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Obiekt ten, o masie 1,6 miliona razy większej niż Słońce, powstał ponad 13 miliardów lat temu i znajduje się w galaktyce oznaczonej jako GN-z11. Informacje na ten temat zostały opublikowane na stronie arXiv (arXiv: 2305.12492).

Naukowcy są zdania, że ta czarna dziura to tylko jedna z wielu, które osiągnęły olbrzymie rozmiary podczas tzw. kosmicznego świtu, czyli około 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Nie jest jednak jasne, jak te obszary czasoprzestrzeni tak szybko się powiększyły. Astronomowie próbują znaleźć odpowiedź na to pytanie, aby lepiej zrozumieć, jak dzisiejsze supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk, takich jak Droga Mleczna, zyskały masę miliony razy większą od masy Słońca.

Dopiero niedawno przeważało przekonanie, że te kosmiczne wiry przez prawie 14 miliardów lat rosły jak kula śnieżna - stopniowo i powoli powiększały się w wyniku łączenia się oraz pochłaniania gwiazd i innych obiektów. Zgodnie z tym poglądem to galaktyki pojawiły się jako pierwsze, a w nich zaczęły się formować czarne dziury. Obecnie jednak badacze są skłonni sądzić, że wczesne czarne dziury powstawały w wyniku zapadania się gigantycznych obłoków gazu lub wielu fuzji, jeszcze zanim narodziły się galaktyki.

Najnowsza hipoteza sugeruje, że te obiekty zostały "zasiane" - jak to określają naukowcy - przez hipotetyczne pierwotne czarne dziury, które miałyby powstać podczas inflacji kosmologicznej, czyli okresu gwałtownej ekspansji Wszechświata, która nastąpiła ułamek sekundy po Wielkim Wybuchu.

Profesor Roberto Maiolino, astrofizyk z Uniwersytetu w Cambridge i główny autor badania, uważa, że "czarne dziury we wczesnym Wszechświecie nie mogły rosnąć spokojnie i łagodnie, jak inne tego typu dzisiejsze obiekty. Ich narodziny i wzrost musiały przebiegać w osobliwy sposób".

W opublikowanych na stronie arXiv materiałach nie ma zdjęć opisywanego obiektu - grawitacja w środku kosmicznych wirów jest tak ogromna, że nie może się z nich wydostać nawet światło. Jednak na obrazach zarejestrowanych przez JWST badacze znaleźli dowody na istnienie dysku akrecyjnego - charakterystycznego pierścienia gazu i pyłu wirującego wokół dziury.

Obserwowane ciało niebieskie znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy, w galaktyce powstałej 440 milionów lat temu, a odkrytej w 2016 roku. GN-z11 jest 25 razy mniejsza i 100 razy lżejsza od Drogi Mlecznej, ale tworzy się w niej 20 razy więcej gwiazd niż w naszym "sąsiedztwie".

Badania czarnych dziur znacznie przyspieszyły, od kiedy teleskop Event Horizon zarejestrował w 2019 roku pierwszy obraz halo jednej z nich oraz zaobserwowano połączenia tych obiektów dzięki pomiarom fal grawitacyjnych. Najnowsze materiały dostarczane przez teleskop Webba mogą być kamieniami milowymi w odpowiedzi na pytania o genezę i naturę tych tajemniczych obszarów czasoprzestrzeni.

Odkrycie najstarszej znanej badaczom czarnej dziury to kolejne osiągnięcie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który rozpoczął misję 25 grudnia 2021 roku i znajduje się na orbicie okołosłonecznej w odległości około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Aparatura umieszczona na teleskopie jest około 100 razy bardziej czuła na promieniowanie podczerwone, które wykorzystuje się przy badaniach najodleglejszych zakątków Wszechświata, niż wcześniejsze narzędzia stosowane na przykład w teleskopie Hubble’a.

"Przed uruchomieniem teleskopu Webba groziło nam tylko nudne pogłębianie tego, co już wiedzieliśmy. Teraz jednak znajdujemy we Wszechświecie rzeczy, których nawet się nie spodziewaliśmy" – powiedział prof. Maiolino.