Zelo blizu samega začetka, mislijo znanstveniki, je bilo črnih lukenj.
Te črne luknje, ki jih astronomi niso nikoli odkrili neposredno, se niso oblikovale na običajen način: eksplozivni sesut velike, umirajoče zvezde v dobro gravitacijo. Raziskovalci menijo, da zadeva v teh črnih luknjah ni bila zdrobljena v edinstvenost s poslednjimi zadihanji stare zvezde.
Dejansko takrat v prvih milijardah ali več letih vesolja ni bilo starih zvezd. Namesto tega so bili ogromni oblaki snovi, ki so napolnili prostor, sejali najzgodnejše galaksije. Nekateri od teh zadev, menijo raziskovalci, so se tesneje združili, vendar se je zrušilo v lastno gravitacijo, tako kot so stare zvezde kasneje kot vesolje postarale. Ti padci so, verjamejo raziskovalci, posejali supermasivne črne luknje, ki prej kot zvezde niso imele življenja. Astronomi imenujejo te posebnosti "črne luknje z neposrednim kolapsom" (DCBH).
Težava te teorije je v tem, da je nihče še ni našel.
Toda to bi se lahko spremenilo. Nov prispevek Georgia Institute of Technology, objavljen 10. septembra v reviji Nature Astronomy, predlaga, da bi moral biti vesoljski teleskop James Webb (JWST), ki ga namerava NASA izstreliti v nekem trenutku v naslednjih nekaj letih, dovolj občutljiv, da zazna galaksijo ki vsebuje črno luknjo iz tega starodavnega obdobja zgodovine vesolja. Nova študija predlaga nabor podpisov, ki bi jih lahko uporabili za identifikacijo galaksije, ki gosti DCBH.
In da ultrazvočnemu teleskopu morda ne bo treba dolgo iskati neba, da bi ga našli.
"Predvidevamo, da bo prihajajoči vesoljski teleskop James Webb lahko zaznal in razlikoval mlado galaksijo, ki gosti črno luknjo z neposrednim kolapsom ... s samo 20.000-sekundnim celotnim časom osvetlitve," so zapisali raziskovalci. (Pozneje so ugotovili, da je bilo v tej časovni oceni nekaj "surovih" elementov.)
Za svojo napoved so raziskovalci uporabili računalniški model, s katerim so simulirali nastanek DCBH v zgodnjem vesolju. Ugotovili so, da ko nastane DCBH, okoli njega nastane ogromno ogromnih, kratkotrajnih zvezd, brez kovin. Torej bi svetloba, ki prihaja iz njegove gostiteljske galaksije, vsebovala podpise zvezd z malo kovinske vsebine.
Ugotovili so tudi, da nastajajoči DCBH oddaja visoke, visoke frekvence elektromagnetnega sevanja, ki bi jih JWST lahko prepoznal - čeprav bi sevanje potovalo tako daleč, od galaksije, ki bi se gibala tako hitro v nasprotno smer, da bi se preusmerila v infrardeče sevanje z čas, ko je dosegel naš osončje. (Svetloba se spreminja rdeče ali se premika proti daljšim valovnim dolžinam, ko se predmeti v vesolju odmikajo bolj oddaljeni drug od drugega.)
In to prihaja do osnovnega razloga, da raziskovalci še vedno lahko samo (zelo napredno) razmišljajo o tem, kako naj bi podoben DCBH na JWST, in čakali, da JWST dejansko prispe v vesolje: da bi preučevali zgodnje vesolje, znanstveniki gledati zelo daleč, na zelo staro luč, ki potuje že zelo dolgo. Ta svetloba je še posebej šibka in brez inštrumenta, tako občutljivega kot JWST, človeštvo trenutno preprosto nima načina, kako bi ga zaznalo.
Ko se JWST zažene, pa bi moral biti sposoben zaznati DCBH v razmeroma kratkem času, so zapisali raziskovalci. To je zato, ker obstaja veliko črnih lukenj, ki jih raziskovalci že lahko zaznajo iz nekoliko poznejšega vesolja, za katero sumijo, da bi lahko bili DCBH. Toda te črne luknje so bližje Zemlji, zato so signali, ki jih človeštvo zdaj lahko zazna, nastali pozneje v njihovem življenjskem obdobju, ko so bili dokazi o tem, kako so se oblikovali, izgubljeni.
Raziskovalci so zapisali v izjavi, na primer o številnih odprtih vprašanjih o DCBH, na katere bi lahko odgovoril JWST - na primer, ali se DCBH oblikuje in nato povzroči nastanek galaksije okoli njega ali pa se DCBH-ji oblikujejo po tem, ko se je zadeva okoli njih že strnila. skupaj v zvezde.
"To je ena zadnjih velikih skrivnosti zgodnjega vesolja," je v izjavi povedal Kirk Barrow, prvi avtor prispevka in nedavni doktorski diplomant School of Physics Georgia Tech. "Upamo, da bo ta študija dober korak k ugotovitvi, kako so nastale te supermasivne črne luknje ob rojstvu galaksije."
