Wstępne obserwacje sugerują, jakoby rzeczony obiekt – mający masę około 1,6 mln razy większą od Słońca – powstał zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. W skali kosmicznej to bardzo krótki czas, dlatego badania poświęcone galaktyce GN-z11 i jej wyjątkowemu centrum mogą dostarczyć wielu interesujących informacji na temat funkcjonowania wszystkiego, co nas otacza.
Czytaj też: To starożytna gromada gwiazd. Tak wygląda okiem radioteleskopu
Maiolino i jego współpracownicy zajrzeli tak w głęboko w zakątki widzialnego wszechświata, że dostrzegli obiekty pochodzące z czasów, gdy powstawały pierwsze galaktyki. Odkrycie astronomów jest wyjątkowe, gdyż mowa o najstarszej czarnej dziurze znanej nauce. Dotychczasowe wnioski pozwalają sądzić, że modele dotyczące bezpośredniego zapadania się czarnych dziur były trafne, a odrzucić należy scenariusze, w których rozważana była powolna i długotrwała akrecja masy.
Czarna dziura zaobserwowana dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba powstała około 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu
Ustalenia autorów zostały szerzej opisane w Nature. Zamieszczona tam publikacja odnosi się do galaktyki GN-z11, znanej astronomom już od kilku lat. Wykryto ją przy udziale zasłużonego Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Początkowo zyskała nawet miano najodleglejszej zaobserwowanej kiedykolwiek galaktyki, lecz wkrótce doszło do jej detronizacji, a to dzięki obserwacjom prowadzonym z użyciem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
JWST, będący sprzętem zdecydowanie bardziej zaawansowanym technologicznie, uwiecznił widmo wspomnianej galaktyki. Poświęcone mu analizy wykazały istnienie śladów akrecji, czyli procesu pochłaniania materii otaczającej czarne dziury, co prowadzi do wzrostu ich mas. Oczywiście same czarne dziury nie emitują światła. Jest wręcz przeciwnie: pochłaniają je dzięki swojemu potężnemu przyciąganiu grawitacyjnemu. Tam, gdzie jest ono zbyt słabe, aby pobierać materię, tworzy się horyzont zdarzeń. I to właśnie w jego obrębie rozgrzany gaz emituje promieniowanie, które da się wykryć.
Z tego względu, czysto technicznie, powinno mówić się o obserwacjach horyzontu zdarzeń czarnej dziury, a nie jej samej. Dysk otaczający taki obiekt może być jaśniejszy od całej galaktyki, co potwierdziło się w przypadku GN-z11. “Złodziej” podkradający gaz w tej galaktyce jest tak łakomy, iż w pewnym momencie zabraknie tam składników pozwalających na tworzenie nowych gwiazd. Los GN-z11 jest więc przesądzony, tym bardziej, iż wydaje się ona nawet 100-krotnie mniejsza od Drogi Mlecznej.
Czytaj też: Woda na Marsie. W końcu wiemy, jak długo mogła tam istnieć
Oczywiście takie pochłanianie stanowi broń obosieczną, ponieważ czarna dziura – pozbawiona źródła zasilania – przestanie zwiększać swoją masę. Mimo to, jest ona na tyle masywna (jako że patrzymy na jej obraz na stan z około 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu), że nie mogła powstać z pojedynczej gwiazdy. Przemawia to za hipotezą, w myśl której pierwsze masywne czarne dziury powstały nagle, poprzez zapadanie się ogromnych skupisk materii.
Zdaniem astronomów inne galaktyki pochodzące z początków istnienia wszechświata, które zostały bądź zostaną uwiecznione dzięki teleskopowi Webba, także powinny posiadać takie czarne dziury w swoich centrach. GN-z11 pozostanie do tego czasu rekordzistką, stanowiąc istotny dowód w kontekście rozważań na temat źródeł promieniowania jonizującego. Wygląda na to, że czarne dziury odegrały w tych wydarzeniach istotną rolę.