Κάθε ανακάλυψη του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb ανοίγει νέα κεφάλαια στην αστρονομία και την κοσμολογία ενώ σε πολλές περιπτώσεις ξαναγράφει την ιστορία του Σύμπαντος. Το νέο του εύρημα προκαλεί όλες τις θεωρίες σχηματισμού και εξέλιξης του Κόσμου αφού το τηλεσκόπιο πιθανώς εντόπισε μια μαύρη τρύπα που δημιουργήθηκε ταυτόχρονα με τη Μεγάλη Έκρηξη, το μυστηριώδες φαινόμενο από το οποίο προέκυψε το Σύμπαν.
Το James Webb εντόπισε ένα κοσμικό σώμα που πιστεύεται ότι είναι μια «πρωταρχική μαύρη τρύπα» μια θεωρητική κατηγορία αντικειμένων που είχε προβλέψει ο Στίβεν Χόκινγκ αλλά ποτέ μέχρι σήμερα δεν είχε παρατηρηθεί. Οι πρωταρχικές μαύρες τρύπες είναι υποθετικές μαύρες τρύπες, μικρότερες από τις αστρικές, που πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν από τις έντονες διακυμάνσεις της πυκνότητας του πρώιμου σύμπαντος, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη
Ο Χόκινγκ πρότεινε ότι αυτές οι μικρές μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν… εξατμιστεί με την πάροδο του χρόνου μέσω της ακτινοβολίας Χόκινγκ (ακτινοβολία που εικάζεται ότι εκπέμπεται και απελευθερώνεται από μαύρες τρύπες λόγω των κβαντικών επιδράσεων) εκπέμποντας σωματίδια καθώς πλησιάζουν στο τέλος της ζωής τους.
Αν και δεν έχουν παρατηρηθεί άμεσα ανακάλυψη μιας πρωταρχικής μαύρης τρύπας θα ανέτρεπε τις κυρίαρχες θεωρίες για το Σύμπαν. Μέχρι τώρα, η επικρατούσα άποψη ήταν ότι πρώτα σχηματίστηκαν τα άστρα και οι γαλαξίες, και οι μαύρες τρύπες δημιουργήθηκαν αργότερα όταν τα πρώτα άστρα εξαντλήθηκαν και κατέρρευσαν υπό το ίδιο τους το βάρος.
Ωστόσο οι τελευταίες παρατηρήσεις του James Webb δείχνουν μια τεράστια μαύρη τρύπα με μια άλω (φωτοστέφανο) γύρω της που χρονολογείται από την αυγή του Σύμπαντος κάτι που φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με τη κρατούσα κοσμολογική θεωρία.
«Αυτή η μαύρη τρύπα είναι σχεδόν ‘γυμνή’. Αυτό είναι πραγματικά πρόκληση για τις θεωρίες. Φαίνεται ότι αυτή η μαύρη τρύπα σχηματίστηκε χωρίς να έχει προηγηθεί η παρουσία γαλαξία γύρω της» αναφέρει ο καθηγητής Ρομπέρτο Μαϊολίνο κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κέιμριτζκαι μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Οι κουκκίδες
Οι πρωταρχικές μαύρες τρύπες υποτίθεται ότι σχηματίστηκαν στο πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη όταν πυκνότερες και θερμότερες περιοχές κατέρρεαν προς τα μέσα. Σε αυτό το σενάριο οι μαύρες τρύπες ενσωματώθηκαν στο «ύφασμα» του Σύμπαντος από σχεδόν την αρχή και λειτούργησαν ως βαρυτικοί «σταθμοί» γύρω από τους οποίους συγκεντρώθηκαν αέριο και σκόνη για να σχηματίσουν τους πρώτους γαλαξίες.
Οι νέες παρατηρήσεις επικεντρώνονται σε ένα είδος κοσμικών δομών που αποκαλούνται «μικρές κόκκινες κουκκίδες και αποτελούν ένα τύπος γαλαξία. Ονομάζονται έτσι επειδή είναι μικροί (για γαλαξίες) και φαίνονται να εκπέμπουν ερυθρό φως, όπως ανιχνεύεται από τα πανίσχυρα υπέρυθρα όργανα του James Webb.
Αυτές οι μικρές κόκκινες κoυκκίδες λάμπουν έντονα, γεγονός που ίσως υποδηλώνει ότι περιέχουν πολλά άστρα όμως σχηματίστηκαν πολύ νωρίς στο Σύμπαν όταν σύμφωνα με την επικρατούσα κοσμολογική θεωρία δεν υπήρχαν ακόμα πολλά άστρα.
Το James Webb στόχευσε μια κόκκινη κουκκίδα γνωστή ως QSO1 η οποία χρονολογείται πριν από περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια. Το QSO1 είναι ένα από τα αντικείμενα που το James Webb βρήκε να είναι εξαιρετικά κόκκινα, συμπαγή και φωτεινά, και που εκτιμάται ότι φιλοξενούν πανάρχαιες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Τα ευρήματα
Μετρώντας την ταχύτητα της περιστροφής του αραιού φωτοστέφανου αερίου και σκόνης γύρω από το QSO1 οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι η μάζα της κεντρικής μαύρης τρύπας είναι περίπου 50 εκατομμύρια ηλιακές μάζες με τη μάζα του υλικού γύρω της να είναι λιγότερη από τη μισή. Αυτό έρχεται σε έντονη αντίθεση με τοπικούς γαλαξίες, όπως ο δικός μας, όπου η μαύρη τρύπα στο κέντρο είναι χίλιες φορές μικρότερη από τη μάζα του γαλαξία που τη φιλοξενεί.
Επιπλέον η ανάλυση του φωτεινού υλικού γύρω από τη μαύρη τρύπα έδειξε ότι είναι χημικά «παρθένο» σώμα αποτελούμενο σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο δηλαδή τα στοιχεία που έμειναν από τη Μεγάλη Έκρηξη. Η απουσία βαρύτερων στοιχείων που σχηματίζονται στα άστρα δείχνει ότι στην περιοχή δεν υπήρξε σημαντικός σχηματισμός άστρων.
«Αυτά τα αποτελέσματα είναι αλλαγή παραδείγματος. Βλέπουμε μια μαύρη τρύπα να σχηματίζεται χωρίς ουσιαστικά να υπάρχει γαλαξίας γύρω της» λέει ο Μαϊολίνο.
Μια εναλλακτική εξήγηση είναι ότι ένα τεράστιο νέφος αερίου κατέρρευσε κατευθείαν σε μαύρη τρύπα, χωρίς πρώτα να σχηματίσει άστρα το λεγόμενο «direct collapse». Όμως αυτό το σενάριο απαιτεί πολύ ειδικές συνθήκες που δεν φαίνεται να ισχύουν εδώ γι’ αυτό και οι επιστήμονες δίνουν μικρό προβάδισμα στο σενάριο της πρωταρχικής μαύρης τρύπας.
Ο καθηγητής Άντριου Πόντζεν κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Durham, που δεν συμμετείχε στη μελέτη, δήλωσε: «Μια επιβεβαιωμένη πρωταρχική προέλευση των μαύρων τρυπών θα είχε βαθιές επιπτώσεις στους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής».
Ωστόσο, πρόσθεσε ότι τα επιχειρήματα βασίζονται σε έμμεσες ενδείξεις και θα χρειαστεί χρόνος για να λυθεί η διαμάχη. «Σε μια δεκαετία, η επόμενη γενιά ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων, ιδανικών για την ανίχνευση μαύρων τρυπών σε όλο το Σύμπαν θα δώσει την οριστική απάντηση».
