Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba odkryli w 2022 roku zaskakująco jasne, bardzo czerwone obiekty we wczesnym wszechświecie. Za pomocą instrumentu NIRSpec zainstalowanego na pokładzie teleskopu udało się ustalić, że te tajemnicze obiekty widzimy takimi, jakie były zaledwie 600-800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Owszem, wtedy już i gwiazdy i galaktyki istniały, jednak te konkretne trzy obiekty charakteryzują się czymś nietypowym.
Analiza widmowa promieniowania docierającego do nas od tych gwiazd wskazuje, że spoglądamy na galaktyki składające się ze starych gwiazd, tj. gwiazd, które świecą już co najmniej od kilkuset milionów lat.
Powstaje zatem pytanie, skąd tak stare gwiazdy wzięły się w tak młodym wszechświecie. Mogłoby się bowiem wydawać, że nie miały one czasu powstać i rozwinąć się do tego etapu w tak krótkim czasie.
Czytaj także: Najodleglejsze galaktyki, jakie kiedykolwiek widział człowiek. James Webb przekracza granice
To jednak nie koniec zaskoczeń. Badacze odkryli bowiem w tych galaktykach informacje wskazujące na to, że w ich centrach znajdują się supermasywne czarne dziury o masie nawet 100-1000 razy większe od masy supermasywnej czarnej dziury, jaką mamy obecnie w centrum naszej galaktyki. Mówimy zatem o czarnych dziurach o masie nawet miliarda mas Słońca. Także w przypadku tych obiektów powstaje pytanie o to, w jaki sposób zyskały one tak dużą masę w tak krótkim czasie od Wielkiego Wybuchu. Dotychczasowe teorie nie są w stanie wytłumaczyć procesu powstawania takich obiektów w tak krótkim czasie na samym początku wszechświata. Według naszej obecnej wiedzy na powstanie tak masywnej czarnej dziury potrzeba miliardów lat.
Astronomowie przyznają, że teoretycznie można byłoby wyjaśnić istnienie takich obiektów w ramach naszej dotychczasowej wiedzy, ale konieczne byłoby uwzględnienie jakiegoś nietypowego i niezwykle wydajnego procesu formowania gwiazd i galaktyk na początku istnienia wszechświata. Dotąd istnienia takiego procesu nikt jednak nie zakładał.
Uzupełniające obserwacje za pomocą teleskopu Jamesa Webba wskazują jednak na jedno – w przypadku tych trzech obiektów wyraźnie widać obecność starych gwiazd i gigantycznych supermasywnych czarnych dziur, w galaktykach, które dzisiaj miałyby znacznie mniejsze czarne dziury.
Po raz kolejny potwierdza się zatem reguła, według której naukowcy szukając odpowiedzi na jedno pytanie, kończą z dziesiątkami nowych pytań o to, co udało im się odkryć.
W tym przypadku jedno z ciekawszych pytań dotyczy konstrukcji odkrytych galaktyk. Astronomowie wskazują, że dotychczas zakładano, że galaktyki i ich supermasywne czarne dziury rosną jednocześnie i w tym samym tempie. Problem w tym, że w przypadku tych trzech galaktyk mamy do czynienia z gigantycznymi w pełni rozwiniętymi supermasywnymi czarnymi dziurami, które znajdują się w stosunkowo małych galaktykach. Ewidentnie tutaj czarne dziury rosły znacznie szybciej od samej galaktyki. Nie zmienia to jednak faktu, że owe galaktyki są małe tylko pod względem rozmiarów – mają zaledwie kilkaset lat świetlnych średnicy – ale jednocześnie zawierają tyle samo gwiazd co Droga Mleczna, upakowanych w objętość nawet 1000 razy mniejszą od Drogi Mlecznej.
Czytaj także: Webb z nowym rekordem. Oto najdalsze galaktyki, jakie udało się nam zobaczyć
Można zatem śmiało założyć, że wczesne galaktyki drastycznie różniły się od tego, co obserwujemy w obecnym wszechświecie. Panujące w nich warunki, a tym samym zachodzące w nich procesy gwiazdotwórcze nie mogły przypominać tych, z obecnych czasów. Pytań jest zatem mnóstwo. Naukowcy już teraz planują kolejne obserwacje, które pozwolą zebrać znacznie więcej danych obserwacyjnych. Być może one przyniosą nam odpowiedzi na choć kilka z postawionych wyżej pytań.