Vědci si myslí, že velmi blízko samého začátku byly černé díry.
Tyto černé díry, které astronomové nikdy přímo nezjistili, se netvořily obvyklým způsobem: výbušný kolaps velké, umírající hvězdy do vlastní gravitační studny. Věci se domnívají, že záležitost v těchto černých dírách nebyla poslední výpary staré hvězdy rozdrcena do singularity.
Tehdy v prvních zhruba 1 miliardě let vesmíru neexistovaly staré hvězdy. Místo toho existovaly obrovské mraky hmoty, vyplňující prostor a nasazovaly nejstarší galaxie. Vědci se domnívají, že některé z nich se pevněji shlukly, ale zhroutily se do své vlastní gravitace stejně jako staré hvězdy později, jak stárl vesmír. Podle vědců jsou tyto kolapsy rozmnoženy superhmotnými černými dírami, které jako předchozí hvězdy neměly předchozí život. Astronomové nazývají tyto singularity „přímým kolapsem černých děr“ (DCBHs).
Problém s touto teorií je však v tom, že jej nikdo nikdy nenašel.
Ale to se může změnit. Nový dokument od Gruzínského technologického institutu zveřejněný 10. září v časopise Nature Astronomyproposes, že James Webb Space Telescope (JWST), který NASA hodlá v určitém okamžiku zahájit v příštích několika letech, by měl být dostatečně citlivý na detekci galaxie obsahující černou díru z tohoto dávného období dějin vesmíru. Nová studie navrhuje sadu podpisů, které by mohly být použity k identifikaci hostitelské galaxie DCBH.
A ten ultrapohonný dalekohled nemusí hledat nebe po velmi dlouhou dobu, aby ji našel.
"Předpovídáme, že nadcházející vesmírný dalekohled James Webb by mohl být schopen detekovat a rozlišit mladou galaxii, která hostí černou díru s přímým kolapsem ... s celkovou expoziční dobou 20 000 sekund," uvedli vědci. (Později poznamenali, že k tomuto odhadu načasování byly nějaké „hrubé“ prvky.)
Vědci použili počítačový model k simulaci vzniku DCBH v časném vesmíru. Zjistili, že když se vytvoří forma DCBH, způsobí to, že kolem ní se vytvoří mnoho obrovských hvězd s krátkým životem, bez kovů. Světlo přicházející z jeho hostitelské galaxie by tedy obsahovalo podpisy hvězd s nízkým obsahem kovu.
Zjistili také, že nově vznikající DCBH emituje zejména vysoké frekvence elektromagnetického záření, které JWST dokázal rozpoznat - i když by toto záření cestovalo tak daleko, z galaxie pohybující se tak rychle v opačném směru, že by se změnilo na infračervené záření čas, kdy dosáhl naší sluneční soustavy. (Světlo je červeně posunuté nebo se posune směrem k delším vlnovým délkám, protože objekty ve vesmíru se pohybují dále od sebe.)
A to se dostává k základnímu důvodu, že vědci stále mohou spekulovat (ve velmi pokročilých termínech) o tom, jak by měl DCBH vypadat jako JWST, a čekat, až JWST skutečně dorazí do vesmíru: Pro studium raného vesmíru vědci mají dívat se velmi daleko, na velmi staré světlo, které cestuje po velmi dlouhou dobu. Toto světlo je obzvláště slabé a bez nástroje tak citlivého jako JWST, lidstvo v současné době prostě nemá způsob, jak jej detekovat.
Jakmile se JWST spustí, měla by být schopna detekovat DCBH v relativně krátkém pořadí, psali vědci. Je to proto, že existuje spousta černých děr, které vědci již mohou odhalit z poněkud pozdějšího vesmíru, že by mohli být DCBH. Tyto černé díry jsou však blíže k Zemi, takže signály, které od nich lidstvo nyní dokáže odhalit, byly vytvořeny později v jejich životním rozpětí, když se ztratily důkazy o tom, jak se vytvořily.
Podle vědců existuje řada otevřených otázek o DCBH, na které by JWST odpověděla - jako například to, zda se vytvoří DCBH a pak způsobí, že se kolem něj vytvoří galaxie, nebo zda DCBH vznikly poté, co se kolem nich zhlukovala společně do hvězd.
„Toto je jedno z posledních velkých záhad raného vesmíru,“ uvedl Kirk Barrow, první autor článku a nedávný doktorát z Fyzikální fakulty Gruzie Tech. "Doufáme, že tato studie poskytne dobrý krok k vymýšlení, jak se tyto superhmotné černé díry vytvořily při narození galaxie."
