„Jak 'Małe Czerwone Kropki’ z Teleskopu Webba Prawie Zachwiały Kosmologią – i Jak Pomogły Ją Naprawić”

Tajemnicze czerwone kropki: odkrycie, które zmieniło kosmologię

Około rok po wyniesieniu na orbitę teleskop Jamesa Webba (JWST) zaczął rejestrować niezwykłe obrazy kosmosu, na których pojawiały się niewielkie, intensywnie czerwone punkty, nazwane przez naukowców „małymi czerwonymi kropkami” (ang. Little Red Dots, LRDs). Choć nazwa ta może sugerować ich nieznaczność, w rzeczywistości te tajemnicze obiekty niemal wywróciły współczesną kosmologię do góry nogami.

Astronomowie przeprowadzili jedno z największych badań tych zjawisk, dochodząc do wniosku, że wiele z nich to prawdopodobnie galaktyki zawierające supermasywne czarne dziury. Wyniki tego badania, zaprezentowane podczas 245. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Maryland, wkrótce zostaną opublikowane w prestiżowym czasopiśmie The Astrophysical Journal. Te odkrycia mogą stanowić klucz do rozwiązania problemu, który wcześniej wydawał się nie do pogodzenia z obowiązującymi modelami kosmologicznymi.

Czym są małe czerwone kropki?

Zjawisko czerwonego przesunięcia (ang. redshift) tłumaczy, dlaczego te obiekty wydają się czerwone. W wyniku ekspansji wszechświata fale świetlne ulegają rozciągnięciu, co przesuwa ich długość fali w stronę czerwonego końca widma. Obiekty z wyższym przesunięciem czerwonym znajdują się dalej w przestrzeni – a co za tym idzie, są obserwowane w stanie, w jakim istniały miliardy lat temu.

Jak wyjaśnił Dale Kocevski z Colby College w Waterville, który kierował badaniem, „nie widzimy analogicznych obiektów w niższych przesunięciach czerwonych, dlatego wcześniejsze teleskopy, takie jak Hubble, nie były w stanie ich zidentyfikować”. Wyniki badania zostały również udostępnione w formie preprintu na platformie arXiv, pokazując, jak wiele pracy włożono w zrozumienie natury tych obiektów i ich związku z czarnymi dziurami.

Światło z przeszłości

Niemal wszystkie LRDs badane w ramach tego projektu istniały w okresie pierwszych 1,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Jak to możliwe, że jesteśmy w stanie je obserwować? Sekret tkwi w prędkości światła. Ponieważ światło potrzebuje czasu, aby dotrzeć do Ziemi, patrząc na odległe obiekty, widzimy ich przeszłość, a nie teraźniejszość. Na przykład światło Słońca dociera do Ziemi z opóźnieniem o około osiem minut. W przypadku LRDs, ich światło podróżowało do nas przez miliardy lat.

„Najbardziej ekscytujące są rozkłady przesunięć czerwonych. Te intensywnie czerwone, wysokoczerwone źródła przestają istnieć w pewnym momencie po Wielkim Wybuchu” – wyjaśnił Steven Finkelstein z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin, który również uczestniczył w badaniu.

Aktywne jądra galaktyczne jako rozwiązanie zagadki

Naukowcy odkryli, że wiele z tych obiektów miało orbitujący gaz poruszający się z prędkością około 3,2 miliona kilometrów na godzinę. Na podstawie tych danych badacze sugerują, że LRDs mogą być aktywnymi jądrami galaktycznymi (AGN) – niezwykle jasnymi regionami wokół rosnących supermasywnych czarnych dziur.

Początkowe obserwacje dokonane przez JWST zdawały się przeczyć obowiązującym teoriom kosmologicznym. Wydawało się bowiem, że intensywne światło emitowane przez te obiekty nie pasuje do dotychczasowych modeli wszechświata w tym okresie jego rozwoju. Jednak światło emitowane przez AGN jest zgodne z tym, co przewidują teorie. „To właśnie tak rozwiązuje się problem ‘złamania’ kosmologii wszechświata” – podsumował Anthony Taylor, współautor badań z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin.

Wciąż wiele pytań bez odpowiedzi

Mimo że badanie rzuca nowe światło na naturę LRDs, wiele pytań pozostaje otwartych. „Zawsze istnieją dwie lub więcej możliwych interpretacji dla zaskakujących właściwości małych czerwonych kropek. To nieustanna wymiana między modelami teoretycznymi a obserwacjami, poszukiwanie równowagi między tym, co się zgadza, a tym, co wywołuje sprzeczności” – wyjaśnił Kocevski.

Choć odkrycia te mogą rozwiązać kluczowe problemy w kosmologii, pokazują również, jak wiele tajemnic wciąż kryje przed nami wszechświat. To przypomnienie, że w nauce każdy krok naprzód otwiera drzwi do kolejnych zagadek. A co najważniejsze, nigdy nie powinniśmy oceniać kosmicznego zjawiska po jego nazwie – nawet jeśli brzmi ono jak „małe czerwone kropki”.