Πολύ κοντά στην αρχή, πιστεύουν οι επιστήμονες, υπήρχαν μαύρες τρύπες.
Αυτές οι μαύρες τρύπες, τις οποίες οι αστρονόμοι ποτέ δεν ανίχνευσαν άμεσα, δεν σχηματίστηκαν με τον συνήθη τρόπο: η εκρηκτική κατάρρευση ενός μεγάλου, πεθαμένου αστέρα στη δική του βαρύτητα. Το θέμα σε αυτές τις μαύρες τρύπες, πιστεύουν οι ερευνητές, δεν συνθλίβεται σε μια ιδιαιτερότητα από τις τελευταίες αιχμές ενός παλιού αστέρα.
Πράγματι, τότε, στα πρώτα περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια του σύμπαντος, δεν υπήρχαν παλιά αστέρια. Αντ 'αυτού, υπήρχαν τεράστια σύννεφα της ύλης, γεμίζοντας χώρο, σπάζοντας τους πρώτους γαλαξίες. Μερικοί από αυτούς τους παράγοντες, πιστεύουν οι ερευνητές, συσσωματωμένοι μαζί πιο σφιχτά, όμως, καταρρέουν στη δική τους βαρύτητα, όπως τα παλιά αστέρια αργότερα έκαναν καθώς το σύμπαν ηλικίας. Αυτές οι καταρρεύσεις, λένε οι ερευνητές, σπάρτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που δεν είχαν προηγούμενη ζωή ως αστέρια. Οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτές τις ιδιότητες "άμεσες κατάρρευση μαύρων οπών" (DCBHs).
Το πρόβλημα με αυτή τη θεωρία, όμως, είναι ότι κανείς δεν έχει βρει ποτέ κάτι τέτοιο.
Αλλά αυτό θα μπορούσε να αλλάξει. Ένα νέο έγγραφο από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας που δημοσιεύθηκε στις 10 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Nature Astronomy προβλέπει ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), το οποίο η NASA σκοπεύει να ξεκινήσει κάποια στιγμή τα επόμενα χρόνια, θα πρέπει να είναι αρκετά ευαίσθητο για να ανιχνεύσει έναν γαλαξία που περιέχει μια μαύρη τρύπα από αυτή την αρχαία περίοδο της ιστορίας του σύμπαντος. Και η νέα μελέτη προτείνει μια σειρά υπογραφών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό ενός γαλαξία που φιλοξενεί DCBH.
Και αυτό το εξαιρετικά ισχυρό τηλεσκόπιο ίσως να μην χρειάζεται να ψάξει για πολύ καιρό τον ουρανό.
"Προβλέπουμε ότι το επικείμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα μπορούσε να ανιχνεύσει και να διακρίνει έναν νεαρό γαλαξία που φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα με άμεση κατάρρευση ... με ελάχιστο συνολικό χρόνο έκθεσης 20.000 δευτερολέπτων", γράφουν οι ερευνητές. (Αργότερα, σημείωσαν ότι υπήρχαν κάποια "ακατέργαστα" στοιχεία σε αυτήν την εκτίμηση χρονισμού).
Για να κάνουν την πρόβλεψή τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο υπολογιστή για να προσομοιώσουν το σχηματισμό DCBH στο πρώιμο σύμπαν. Διαπίστωσαν ότι όταν ένα DCBH σχηματίζεται, προκαλεί πολλά τεράστια, βραχύβια, αστέρια χωρίς μέταλλα για να σχηματίσουν γύρω του. Έτσι, το φως που προέρχεται από τον γαλαξία του ξενιστή θα περιέχει υπογραφές αστέγων χαμηλής περιεκτικότητας σε μέταλλα.
Βρήκαν επίσης ότι ένα αναδυόμενο DCBH εκπέμπει ιδιαίτερες υψηλές συχνότητες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που το JWST θα μπορούσε να αναγνωρίσει - αν και αυτή η ακτινοβολία θα είχε ταξιδέψει μέχρι τώρα, από έναν γαλαξία που κινείται τόσο γρήγορα προς την αντίθετη κατεύθυνση, ότι θα είχε μετατοπιστεί σε υπέρυθρη ακτινοβολία την ώρα που φτάνει στο ηλιακό μας σύστημα. (Το φως μετατοπίζεται ή μετατοπίζεται προς μεγαλύτερα μήκη κύματος, καθώς αντικείμενα στο σύμπαν κινούνται μακρύτερα το ένα από το άλλο).
Και αυτό φτάνει στο βασικό λόγο ότι οι ερευνητές μπορούν ακόμα μόνο να κάνουν εικασίες σχετικά με το τι πρέπει να μοιάζει ένα DCBH με το JWST και να περιμένουν να φτάσουν στην πραγματικότητα το JWST για να φτάσουν στο διάστημα: Για να μελετήσουν το πρώιμο σύμπαν, οι επιστήμονες να κοιτάξει πολύ μακριά, σε πολύ παλιό φως που ταξιδεύει για πολύ καιρό. Αυτό το φως είναι ιδιαίτερα αχνό και χωρίς ένα τόσο ευαίσθητο όργανο όπως το JWST, η ανθρωπότητα αυτή τη στιγμή απλά δεν έχει τρόπο να την ανιχνεύσει.
Μόλις όμως η JWST ξεκινήσει, θα πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει ένα DCBH σε σχετικά σύντομη σειρά, γράφουν οι ερευνητές. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν πολλές μαύρες τρύπες που οι ερευνητές μπορούν ήδη να ανιχνεύσουν από το ελαφρώς μεταγενέστερο σύμπαν ότι υποψιάζονται ότι μπορεί να είναι DCBHs. Αλλά αυτές οι μαύρες τρύπες είναι πιο κοντά στη Γη, έτσι τα σήματα που μπορεί τώρα να ανιχνεύσει η ανθρωπότητα από αυτά δημιουργήθηκαν αργότερα στη διάρκεια της ζωής τους, όταν χάθηκαν τα στοιχεία για το πώς σχηματίστηκαν.
Υπάρχουν αρκετές ανοιχτές ερωτήσεις σχετικά με το DCBH που μπορεί να απαντήσει το JWST, λένε οι ερευνητές σε μια δήλωση - όπως το εάν ένα DCBH σχηματίζεται και στη συνέχεια προκαλεί σχηματισμό ενός γαλαξία γύρω του ή εάν οι DCBHs σχηματίστηκαν αφού το θέμα γύρω τους είχε ήδη συγκεντρωθεί μαζί σε αστέρια.
"Αυτό είναι ένα από τα τελευταία μεγάλα μυστήρια του πρώιμου σύμπαντος", δήλωσε στη δήλωση ο Kirk Barrow, ο πρώτος συγγραφέας του εγγράφου και ένας πρόσφατος μεταπτυχιακός διδάκτορας της Σχολής Φυσικής της Georgia Tech. "Ελπίζουμε ότι αυτή η μελέτη θα αποτελέσει ένα καλό βήμα για να υπολογίσουμε πώς αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν κατά τη γέννηση ενός γαλαξία".
