Много близо до самото начало, смятат учените, имаше черни дупки.
Тези черни дупки, които астрономите никога не са открили пряко, не са се образували по обичайния начин: експлозивният срив на голяма, умираща звезда в собствената гравитация добре. Според тези изследователи материята в тези черни дупки не е била смазана в една особеност от последните азоти на стара звезда.
Наистина тогава, през първите 1 милиард или повече години на Вселената, нямаше стари звезди. Вместо това имаше огромни облаци от материя, запълнили пространство, засявайки най-ранните галактики. Някои от тази материя, според изследователите, са се събрали по-плътно, срутвайки се в собствената си гравитация добре, както по-късно старите звезди са се случили с остаряването на Вселената. Тези сривове, според изследователите, са засяли свръхмасивни черни дупки, които не са имали предишен живот като звезди. Астрономите наричат тези особености "черни дупки с директен срив" (DCBHs).
Проблемът с тази теория обаче е, че никой никога не я е намерил.
Но това може да се промени. Нова книга от Джорджийския технологичен институт, публикувана на 10 септември в списанието Nature Astronomy предлага, че космическият телескоп на Джеймс Уеб (JWST), който НАСА възнамерява да пусне в определен момент през следващите няколко години, трябва да бъде достатъчно чувствителен, за да открие галактика съдържаща черна дупка от този древен период от историята на Вселената. Новото проучване предлага набор от подписи, които биха могли да бъдат използвани за идентифициране на хостваща в DCBH галактика.
И този ултрамощен телескоп може да не се наложи да търси небето много дълго, за да го намери.
"Прогнозираме, че предстоящият космически телескоп Джеймс Уеб може да бъде в състояние да открие и разграничи млада галактика, която е домакин на черна дупка с директен срив ... с едва 20 000 секунди общо време на експозиция", пишат изследователите. (По-късно те отбелязаха, че има някои „сурови“ елементи в тази оценка на времето.)
За да направят своето предсказване, изследователите използваха компютърен модел, за да симулират образуването на DCBH в ранната Вселена. Те откриха, че когато се образува DCBH, той предизвиква много огромни, краткотрайни, без метали звезди около него. Така че светлината, идваща от хостващата му галактика, ще съдържа подписи на звезди с ниско съдържание на метал.
Те откриха също, че възникващата DCBH излъчва особени, високи честоти на електромагнитното излъчване, които JWST би могъл да разпознае - макар че това излъчване щеше да пътува толкова далеч, от галактика, движеща се толкова бързо в обратна посока, че щеше да се премести в инфрачервено лъчение от времето, когато достигна нашата слънчева система. (Светлината се измества отново или се измества към по-големи дължини на вълната, тъй като обектите във Вселената се отдалечават по-далеч един от друг.)
И това стига до основната причина, че изследователите все още могат само да спекулират (с много напреднали термини) за това как трябва да изглежда DCBH на JWST, и да чакат, докато JWST действително пристигне в космоса: За да изучат ранната вселена, учените имат да гледам много далеч, на много стара светлина, която пътува от много дълго време. Тази светлина е особено слаба и без инструмент, толкова чувствителен като JWST, човечеството в момента просто няма начин да го открие.
След като JWST стартира обаче, той трябва да бъде в състояние да открие DCBH в сравнително кратък ред, пишат изследователите. Това е така, защото има много черни дупки, които изследователите вече могат да открият от малко по-късната вселена, за която подозират, че може да са DCBH. Но тези черни дупки са по-близо до Земята, така че сигналите, които човечеството вече може да открие от тях, са създадени по-късно през продължителността на живота им, когато са загубени доказателства за това как са се образували.
Съществуват редица открити въпроси за DCBH, на които JWST може да отговори, изследователите казаха в изявление - например дали DCBH се формира и след това причинява галактика да се образува около нея или дали DCBHs са се образували след като материята около тях вече се е сгушила. заедно в звезди.
„Това е една от последните големи мистерии на ранната Вселена“, се казва в изявлението Кърк Бароу, първият автор на вестника и скорошен докторант от Физическата школа на Джорджис Тех. "Надяваме се, че това проучване дава добра стъпка към намирането на начина, по който тези свръхмасивни черни дупки са се образували при раждането на галактика."
