Αστρονόμοι ανακάλυψαν το μεγαλύτερο κβάζαρ που έχει εντοπιστεί ποτέ στο πρώιμο σύμπαν, το οποίο περιέχει μια θηριώδη μαύρη τρύπα με μάζα που αντιστοιχεί σε 1,5 δισεκατομμύρια ήλιους.
Με επίσημη ονομασία J1007+2115, το νεοανακαλυφθέν κβάζαρ είναι το ένα από τα δύο που είναι γνωστά από την ίδια κοσμολογική περίοδο. Τα κβάζαρ είναι μεταξύ των πιο ενεργών αντικειμένων στο σύμπαν, και από τότε που πρωτοανακαλύφθηκαν ως τώρα, οι αστρονόμοι προσπαθούν να βρουν πότε εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στην κοσμική ιστορία.
Προς τιμήν της ανακάλυψής του από τηλεσκόπια στο Μαουνακέα, ένα ιερό στη χαβανέζικη κουλτούρα βουνό, το κβάζαρ «βαφτίστηκε» Pōniuāʻena, το οποίο αποδίδεται ως «αθέατη, περιστρεφόμενη πηγή δημιουργίας, που περιτριγυριζεται από λαμπρότητα». Τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά λαμπροί και ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες, όπου τεράστιες μαύρες τρύπες περιτριγυρίζονται από δίσκους αερίων.
Οι γιγαντιαίες μαύρες τρύπες στην «καρδιά» τους καταβροχθίζουν τη γύρω ύλη (σκόνη, αέρια, ακόμα και ολόκληρα άστρα) και εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας, με αποτέλεσμα λαμπρότητα που επισκιάζει ολόκληρους γαλαξίες.
Η μαύρη τρύπα του Pōniuāʻena καθιστά το συγκεκριμένο κβάζαρ το πιο μακρινό, και ως εκ τούτου το αρχαιότερο γνωστό αντικείμενο στο σύμπαν που «φιλοξενεί» μια μαύρη τρύπα με μάζα άνω του ενός δισεκατομμυρίου ηλιακών μαζών. Σύμφωνα με νέα μελέτη, το φως από αυτό χρειάστηκε 13,02 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη- αρχίζοντας το ταξίδι του «μόλις» 700 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
«Είναι το αρχαιότερο “τέρας” του είδους του που γνωρίζουμε» είπε η Τζινγί Γιανγκ, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Αστεροσκοπείο Στιούαρντ του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και lead author της μελέτης, που θα δημοσιευτεί στο Astrophysical Journal Letters.
Το ερώτημα πώς μια τόσο τεράστια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να δημιουργηθεί όταν το σύμπαν ήταν ακόμα νεαρό προκαλεί ερωτηματικά στους αστρονόμους, όπως σημειώνει ο Σιαοχουΐ Φαν, καθηγητής του Τμήματος Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. «Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί τη μεγαλύτερη πρόκληση ως τώρα για τη θεωρία περί σχηματισμού και ανάπτυξης μαύρων τρυπών στο πρώιμο σύμπαν» πρόσθεσε σχετικά.
Η ιδέα πως μια μαύρη τρύπα των διαστάσεων του Pōniuāʻena θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί από μια πολύ μικρότερη μαύρη τρύπα που σχηματίστηκε μετά την κατάρρευση ενός μεμονωμένου άστρου μέσα σε τόσο μικρό διάστημα μετά το big Bang είναι σχεδόν αδύνατη, βάσει των υπαρχόντων κοσμολογικών μοντέλων. Αντ’αυτού, οι ερευνητές θεωρούν πως το κβάζαρ μπορεί να άρχισε ως μια μαύρη τρύπα- «σπόρος», που ήδη είχε μάζα 10.000 ήλιων από «νωρίς», δηλαδή 100 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
H ανακάλυψη ενός κβάζαρ από την «αυγή» του σύμπαντος παρέχει στους επιστήμονες μια σπάνια ματιά σε μια περίοδο που το σύμπαν ήταν ακόμα νεαρό, και πολύ διαφορετικό από αυτό που βλέπουμε σήμερα. Βάσει των σύγχρονων θεωριών, στην αρχή του σύμπαντος, τα άτομα ήταν πολύ μακριά το ένα από το άλλο για να αλληλεπιδρούν και να σχηματίζουν άστρα και γαλαξίες. Η «γένεση» άστρων και γαλαξιών όπως τα γνωρίζουμε σήμερα άρχισε να λαμβάνει χώρα 300 με 400 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang (Epoch of Reionization, Εποχή Επανα-ιονισμού).
«Μετά το Big Bang, το σύμπαν ήταν πολύ ψυχρό, επειδή δεν υπήρχαν ακόμα άστρα, ούτε φως» είπε ο Φαν. «Χρειάστηκαν 300 με 400 εκατομμύρια χρόνια για να εμφανιστούν τα πρώτα άστρα και γαλαξίες, και άρχισαν να θερμαίνουν το σύμπαν».
Λόγω της θερμότητας, μόρια υδρογόνου άρχισαν να χάνουν ηλεκτρόνια. Αυτή η διαδικασία κράτησε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια (πολύ μικρό διάστημα για τα δεδομένα του σύμπαντος) και αποτελεί αντικείμενο ερευνών.
Η ανακάλυψη τέτοιων κβάζαρ, βαθιά στην «Εποχή Επανα-ιονισμού», αποτελεί σημαντικό βήμα προς την κατανόηση της διαδικασίας αυτής και του σχηματισμού αρχαίων γιγαντιαίων μαύρων τρυπών και γαλαξιών.