Røde pletter i det tidlige univers er forundrende astronomer, men en foreslået forklaring antyder, at de er forfædre for supermassive sorte huller
Udsigt over det tidlige univers, der er fanget af James Webb -rumteleskopet, inklusive adskillige små røde prikker, hvis natur er usikker
En mystisk klasse af små, røde genstande i det tidlige univers kan forklares med sorte huller inde i tætte kokoner af gas, som en stjerne.
Siden lanceringen i 2021 har James Webb Space Telescope (JWST) fundet hundreder af genstande i det tidlige univers, der forekommer ekstremt røde og kompakte, kaldet Little Red Dots (LRDS).
Cirka en milliard år efter Big Bang ser LRD’er ud til at forsvinde. Dette betyder, at de måske er relateret til en proces, der er temmelig tidligt i kosmos, og kan være afkom fra nogle galakser – men deres egenskaber er ikke, hvad astronomer forventede.
”Vi troede, at vi vidste, hvordan de tidligste galakser ville være,” siger Jillian Bellovary på American Museum of Natural History. ”Vi troede ikke, at de ville være sådan. Så vi kommer alle sammen med de underligste mulige ideer.”
Rohan Naidu ved Massachusetts Institute of Technology og hans kolleger foreslår en sådan idé. De antyder, at nogle LRD’er kan være supermassive sorte huller, der er omgivet af ekstremt tæt gas, der kan sammenlignes med de ydre regioner i en stjernes atmosfære. De sorte huller ville spise dette materielle voldsomt, hvilket fik gassen til at gløde lyst.
Naidu og hans kolleger identificerede en LRD i eksistens 660 millioner år efter Big Bang, som de synes passer til dette scenarie. De afviste at tale med Ny videnskabsmand om arbejdet, mens deres papir er under gennemgang.
I henhold til holdets analyse ville kuglen med gas omkring det sorte hul være lidt bredere end Plutos bane omkring vores sol, med en masse millioner af gange den fra vores stjerne. Selve det sorte hul ville have en varm, overophedet disk med materiale omkring det, hvilket producerer enorme mængder lys og energi, der brast gennem gas kokon. Fra vores synspunkt ville det fremstå som en lille rød prik.
”Jeg personligt kan godt lide løsningen,” siger Anthony Taylor fra University of Texas i Austin. ”Det er meget elegant. Det kræver ikke (kræver) enhver eksotisk fysik, og det bryder ikke universet.”
Et andet hold ledet af Vadim Rusakov ved University of Manchester, UK, der heller ikke ønskede at kommentere til denne historie, har fremsat en lignende forklaring på LRD’er i separat arbejde. ”De foreslår alle denne form for indlejret sort hul i en meget tæt atmosfære,” siger Xihan Ji på University of Cambridge.
Der er andre mulige løsninger. Bellovary antyder, at LRD’er kunne forklares med sorte huller, der ripper store grupper af stjerner på samme tid. ”Små røde prikker har en masse lignende egenskaber som et sort hul, der spiser en masse stjerner,” siger hun.
Alternativt kan LRD’er ikke forklares med sorte huller, men af utroligt tætte samlinger af stjerner. Du bliver dog nødt til at pakke en enorm mængde stjerner – svarende til 10 milliarder solskin – til et meget lille område, der passer til de observerede egenskaber. ”Du er nødt til at presse al denne masse inden for 100 lysår,” siger Ji og gør en klynge så tæt ”Du forventer, at stjernerne vil kollidere med hinanden”. Kun et par tusinde stjerner findes i en lignende afstand fra vores sol.
Hvis LRD’er forklares med sorte huller, kunne de afsløre, hvordan supermassive sorte huller – de ekstremt tætte genstande, der findes i centrum af galakser som vores egne – voksede i det tidlige univers. ”Det kunne endelig svare på, hvordan du laver et supermassivt sort hul,” siger Bellovary. “Jo tidligere vi ser (i universet), der er stadig supermassive sorte huller. På et tidspunkt er de nødt til at danne. Hvordan pokker gør du det?”
Kommende observationer kunne hjælpe med at fastlægge en forklaring. Flere programmer til at undersøge LRD’er mere detaljeret er valgt til JWSTs tidsplan i det næste år, hvoraf den ene ledes af Taylor. Han vil være på udkig efter spektrale linjer, der repræsenterer absorption af lys ved calcium, der kan pege mod eller imod den sorte hulopløsning.
Hvis stjerner er den skyldige, ”ville jeg forvente at se disse calciumlinjer”, siger han. ”Men hvis vi ser denne kokon af gasargument, er det meget mindre sandsynligt, at vi ville se disse linjer.”