Galaxia CEERS 1019 nie je pozoruhodný len tým, ako dlho existovala, ale aj tým, ako relatívne málo hmotná je jeho čierna diera. Táto čierna diera má hmotnosť okolo 9 miliónov sĺnk, čo je oveľa menej ako iné čierne diery, ktoré tiež existovali v ranom vesmíre a boli detekované inými teleskopmi. Tieto monštrá majú zvyčajne hmotnosť väčšiu ako 1 miliarda hmotnosti Slnka – a dajú sa ľahšie odhaliť, pretože sú oveľa jasnejšie. Tie aktívne „požierajú“ hmotu, ktorá sa rozsvieti, keď sa víri smerom k čiernej diere. Čierna diera v rámci CEERS 1019 je viac podobná čiernej diere v strede našej galaxie, ktorá je 4,6 miliónkrát hmotnejšia ako Slnko. Táto čierna diera tiež nie je taká jasná ako predtým zistené masívnejšie monštrá. Hoci je táto čierna diera menšia, existovala oveľa skôr, a je stále ťažké vysvetliť, ako vznikla tak skoro po vzniku vesmíru. Výskumníci už dlho vedia, že menšie čierne diery museli existovať už skôr vo vesmíre, ale až keď Webb začal pozorovať, boli schopní urobiť definitívne zistenia.
Webbove dáta nám dávajú množstvo podkladov na to, aby sme tieto teórie vedeli potvrdiť. "Pozerať sa na tento vzdialený objekt týmto ďalekohľadom je podobné ako pozerať sa na údaje z čiernych dier, ktoré existujú v galaxiách blízko našej galaxie," povedala Rebecca Larsonová z Texaskej univerzity v Austine, ktorá viedla tím. "Existuje toľko spektrálnych čiar na analýzu!" Nielenže by tím mohol rozlúštiť, ktoré emisie v spektre pochádzajú z čiernej diery a ktoré z jej hostiteľskej galaxie, mohli by tiež určiť, koľko plynu čierna diera pohltí a určiť rýchlosť tvorby hviezd v jej galaxii.
Tím zistil, že táto galaxia pohlcuje toľko plynu, koľko môže, a zároveň chrlí nové hviezdy. Vizuálne sa CEERS 1019 javí ako tri jasné zhluky , nie jeden kruhový disk. „Nie sme zvyknutí vidieť toľko štruktúry na obrázkoch na tieto vzdialenosti,“ povedal člen tímu CEERS Jeyhan Kartaltepe z Rochester Institute of Technology v New Yorku. "Splynutie galaxií by mohlo byť čiastočne zodpovedné za poháňanie aktivity v čiernej diere tejto galaxie a to by mohlo viesť aj k zvýšenej tvorbe hviezd."
Ďalšie extrémne vzdialené čierne diery, galaxie zasiahli scénu
Prieskum CEERS je rozsiahly a je tu ešte oveľa viac toho, čo treba preskúmať. Člen tímu Dale Kocevski z Colby College vo Waterville a jeho spolupracovníci našli tiež ďalší pár malých čiernych dier. Prvá, v rámci galaxie CEERS 2782, existovala iba 1,1 miliardy rokov po veľkom tresku. Druhá čierna diera v galaxii CEERS 746 existovala o niečo skôr, 1 miliardu rokov po veľkom tresku. Jej jasný akrečný disk, prstenec tvorený plynom a prachom, ktorý obklopuje supermasívnu čiernu dieru, je stále čiastočne zakalený prachom. "Centrálna čierna diera je viditeľná, ale prítomnosť prachu naznačuje, že by sa mohla nachádzať v galaxii, ktorá tiež zúrivo pumpuje hviezdy," vysvetlil Kocevski.
Rovnako ako tá v CEERS 1019, aj tieto dve čierne diery majú na čierne diery malé hmotnosti – aspoň v porovnaní s predtým známymi supermasívnymi čiernymi dierami v týchto vzdialenostiach. Ich hmotnosť je len asi 10 miliónov krát väčšia ako hmotnosť Slnka. „Výskumníci už dlho vedia, že v ranom vesmíre museli existovať čierne diery s nižšou hmotnosťou. Webb je prvé observatórium, ktoré ich dokáže tak jasne zachytiť,“ dodal Kocevski. "Teraz si myslíme, že čierne diery s nižšou hmotnosťou môžu byť všade a čakajú na objavenie." Pred Webbom boli tieto tri čierne diery príliš slabé na to, aby sa dali odhaliť. "S inými teleskopmi tieto ciele vyzerajú ako obyčajné hviezdotvorné galaxie, nie ako aktívne supermasívne čierne diery," dodal Finkelstein.
Webbove citlivé spektrá tiež umožnili týmto výskumníkom zmerať presné vzdialenosti, a teda aj vek galaxií v ranom vesmíre. Členovia tímu Pablo Arrabal Haro z NOIRLab NSF a Seiji Fujimoto z Texaskej univerzity identifikovali 11 galaxií, ktoré existovali 470 až 675 miliónov rokov po veľkom tresku. Nielenže sú extrémne vzdialené, pozoruhodná je aj skutočnosť, že bolo objavených toľko jasných galaxií. "Som ohromený množstvom veľmi podrobných spektier vzdialených galaxií, ktoré Webb vrátil," povedal Arrabal Haro. "Tieto údaje sú absolútne neuveriteľné."
Tieto galaxie rýchlo tvoria hviezdy, ale ešte nie sú tak chemicky obohatené ako galaxie, ktoré sú oveľa bližšie. "Webb bol prvý, kto objavil niektoré z týchto galaxií," vysvetlil Fujimoto. "Tento súbor, spolu s ďalšími vzdialenými galaxiami, ktoré môžeme identifikovať v budúcnosti, môže zmeniť naše chápanie tvorby hviezd a vývoja galaxií v kozmickej histórii," dodal.
Toto sú len prvé prevratné zistenia z prieskumu CEERS. "Až doteraz bol výskum objektov v ranom vesmíre prevažne teoretický," povedal Finkelstein. „S Webbom nielenže vidíme čierne diery a galaxie v extrémnych vzdialenostiach, ale teraz ich môžeme začať presne merať. To je obrovská sila tohto teleskopu.“ V budúcnosti je možné, že Webbove údaje sa môžu použiť aj na vysvetlenie, ako sa rané čierne diery vytvorili, a zrevidovať modely výskumníkov o tom, ako čierne diery rástli a vyvíjali sa počas prvých stoviek miliónov rokov histórie vesmíru.
Zdroj: NASA