Jedna od najvećih misterija koja dolazi sa svemirskog teleskopa Džejms Veb su male crvene tačke (Little Red Dots - LRD). Bizarne, neobjašnjivi objekti koje je otkrio Džejms Veb, a koje, kao što ime kaže, podsećaju na sićušne crvene tačke. I još od prvih posmatranja i prvih analiza, one su u suštini postale jedna od glavnih misterija jer nemamo ideju šta su one. Postoje neke teorije koje ćemo ovde izložiti. 

Iako se pojavljuju na mnogim fotografijama sa Džejms Veba, zvanično su prijavljene i opisane tek u martu 2024. godine, astronomi su ih primećivali i ranije na slikama, ali nisu im pridavali poseban značaj dok nisu sistematski analizirane. U pitanju je nova vrsta objekta koji nikada ranije nisu viđeni. Ti objekti su mali, crveni i izuzetno udaljeni, što znači da potiču iz ranog univerzuma, otprilike 600 do 800 miliona godina nakon Velikog praska. Njihova crvena boja ukazuje na to da je njihova svetlost proteže na veće talasne dužine zbog kosmološkog crvenog pomaka usled širenja svemira.

Slika 1: Žuta strelica pokazuje na malu crvenu tačku. (NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurich), D. Kashino (National Observatory of Japan), S. Lilly (ETH Zurich))

Vidljive su samo veoma moćnim infracrvenim teleskopima, kao što je JWST. A ono što je zaista iznenađujuće jeste da se čini da imaju veoma ravan infracrveni spektar, ili u osnovi, njihove infracrvene emisije su prilično slične jedna drugoj i nisu pokazivale mnogo bljeskova ili varijabilnosti. Štaviše, nema  detekcije X-zraka ni bilo kakvog drugog snažnog zračenja. I što je najvažnije, nema bljeskova, što je naravno ono što obično očekujemo od tipične supermasivne crne rupe ili od tipičnog AGN-a, aktivnog galaktičkog jezgra. A to su doslovno sićušna tačke crvene boje rasute svuda i koje se ne menjaju i proizvode istu boju. Štaviše, čini se da sve one postoje otprilike u istom vremenskom periodu. Do sada su sve detektovane između 600 miliona i 1600 miliona godina nakon Velikog praska, ali se čini da je većina vidljiva na oko 600 miliona godina nakon Velikog praska, a njihov broj se smanjuje protokom vremena.

Do sada je zvanično potvrđeno približno 340 takvih objekata, ali ih verovatno skrivenih u podacima ima mnogo više. Prvobitna posmatranja nisu otkrila ništa specifično o ovim objektima. Da li su to samo sićušne galaksije? Bizarne crne rupe, kompaktne nakupine zvezda, ili neka čudna energija koju nikada ranije nismo videli, ili je ovo nešto jedinstveno za rani univerzum što jednostavno sada ne može da postoji iz nekih razloga? Ali prvi tragovi su počeli da se uočavaju na osnovu posmatranja boje, jer su sve crvene. I ovde govorimo o veoma specifičnoj crvenoj boji. Ovo je u osnovi impliciralo mnogo gasa i prašine koji okružuju nešto veoma moćno i nešto veoma masivno. Zapravo vidimo nešto veoma slično u mnogim različitim galaksijama zaklonjenim prašinom, posebno u galaksijama koje se nazivaju "hot dogs", galaksijama zaklonjenim vrelom prašinom, ali obično ne u istoj meri i definitivno ne tako sjajnim, pri čemu su neki od prvih dokaza sugerisali da je ovo nešto što sadrži mnogo prašine. 

Slika 2: Šest od do sada 340 otkrivenih malih crvenih tačaka. Preteče modernih galaksija.

Ali neka od nedavnih posmatranja počela su da otkrivaju nešto drugo što je veoma važno. Ovi objekti očigledno sadrže mnogo vodonika. Ali ovde su posmatranja otkrila da Balmerove linije, ili linije proizvedene emisijom vodonika, nisu bile oštre i tanke, već su bile mnogo, mnogo šire. Nemaju svi ti objekti ovo, ali najmanje 80% ih ima. A ovo je bio jasan znak da postoji mnogo vrlo brzopokretnog vodonika koji izgleda kruži oko nečega u centru. I ovde je, na osnovu debljine emisione linije, postalo moguće izračunati prosečnu brzinu. U osnovi, ovo nam zapravo pokazuje crveni i plavi pomak linije, sa implikacijom da ovaj gas orbitira oko nečega centralnog brzinom većom od 1.000 km/s, što je zaista imalo samo jedno objašnjenje: supermasivnu crnu rupu. 

Ovo je bio jasan znak da se ovde dešava nešto što uključuje akreciju crne rupe. Štaviše, budući da su se stvari okretale tako brzo, vrlo verovatno sadrži crnu rupu koja takođe brzo rotirala i koja je vrlo verovatno izuzetno brzo rasla. Ali ako su to crne rupe, i dalje postoje neodgovorena pitanja. Kako to da ne vidimo nikakve bljeskove? Kako to da nema emisije X-zraka? I zašto je infracrveni spektar tako ravan i uopšte ne menja sjaj? Ništa od ovoga se zapravo ne očekuje od aktivne crne rupe. I u većini slučajeva, sve ostale crne rupe su obično izuzetno nepredvidive i proizvode gomilu različitih emisija. Štaviše, zašto vidimo ove objekte samo tako daleko? I zašto se ništa slično ne vidi bliže nama? Ili su bar to bila pitanja i pretpostavke od pre nekoliko meseci na osnovu nekih prethodnih posmatranja. 

Posmatranja su takođe sugerisala da su ovo zaista kompaktni objekti, potencijalno 2% radijusa Mlečnog puta, ili u osnovi ne veći od 500 svetlosnih godina u prečniku, ali i objekti koji potencijalno sadrže ultramasivne crne rupe, moguće stotine miliona ili čak milijarde solarnih masa. I to je naravno stvorilo novi problem. Kako je to uopšte moguće ako je svemir tek nastao? Ne očekujemo da crne rupe rastu tako brzo i tako rano nakon Velikog praska. Dakle, u osnovi smo ovde imali neka rešenja, ali i nove probleme. Kada je reč o pokušaju da se odgovori na pitanje zašto ne vidimo ove objekte mnogo bliže nama, potencijalno imamo odgovor iz nečega što je otkriveno ne tako davno. U pitanju su veoma bizarni, veoma neobični objekti, ali ovoga puta, umesto da budu crveni, oni su zapravo zelene boje, nazvani zeleni grašak (green peas). Poseduju izuzetno slična svojstva i čini se da postoje mnogo bliže nama. I tako, u suštini, prilično je verovatno da su zeleni grašak i male crvene tačke povezani, da emisija crne rupe koja sadrži mnogo gasa i mnogo prašine vremenom ide ka plavom kako mnogo tog gasa i prašine nestaje, pri čemu su neke od ovih prelaznih faza vidljive kao ove galaksije u obliku zelenog graška.

Slika 3: Neke od galaksija zelene boje.

U nedavnoj studiji imamo odgovore koji objašnjavaju neka od neslaganja, kao što je to kako ove crne rupe mogu biti toliko masivne i zašto zapravo ne vidimo mnogo varijacija u infracrvenoj emisiji ili u bilo kojoj drugoj emisiji. U suštini, ova studija potvrđuje da su ovo zaista super jedinstveni objekti i tehnički se kvalifikuju kao sopstveni objekti, a ne samo kao aktivna galaktička jezgra. U pitanju su zaista masivne crne rupe, ali u ovom slučaju unutar izuzetno gustih čaura gasa koje su po gustini zapravo super slične gornjoj atmosferi tipične zvezde. A najbolji način da se to zamisli je da se zamisli crveni džin kao što je na primer Betelgez. Ali u ovom slučaju zvezda sa radijusom od oko 40 astronomskih jedinica! Što je rastojanje od Sunca skoro do Kajperovog pojasa.

A u centru ovog objekta nalazi se zaista masivna crna rupa koja se aktivno hrani i oslobađa ogromne količine energije iz svog akrecionog diska, što osvetljava sav gas okolo i čini da sav gas i prašina izuzetno jako sijaju. Dakle, ovde u osnovi vidimo sav gas i svu prašinu kako sijaju kao rezultat toga što centralna crna rupa emituje ogromne količine energije. Ovo bi mogle biti supermasivne crne rupe okružene veoma gustim gasom, i potencijalno predstavljajući pretke nekih od najranijih galaksija. To niko nije očekivao ili predvideo, jer mnogi različiti modeli i kompjuterske simulacije nikada nisu stvorili ništa slično ovome ili ništa približno slično ovome, što implicira da nam nešto nedostaje u galaktičkim evolucionim modelima. Naša pretpostavka da razumemo kakve su rane galaksije mogle biti očigledno nije tačna. 

Iako sa naše tačke gledišta ovo podseća na malu crvenu tačku, čini se da postoji kompletna galaksija oko nje koja je jednostavno nevidljiva kao rezultat ovog super sjajnog objekta. A zračenje crne rupe izgleda dominira nad svim ostalim svetlom koje dolazi iz galaksije. U osnovi, sve ostalo čini potpuno nevidljivim, iako je veoma verovatno da je tamo. Ali postoji još jedno važno otkriće u ovoj studiji koje razjašnjava neke od prethodnih zabuna. U prethodnim studijama, pretpostavljalo se da je ovo premasivna crna rupa, moguće mase do milijardu solarnih masa. Izgleda da to nije slučaj. Novi proračuni sugerišu da ima masu od 100.000 do možda 10 miliona solarnih masa, 100 puta manje masivno nego što se ranije pretpostavljalo. I to je zapravo odlična vest jer nam ne trebaju posebna objašnjenja kako su ove crne rupe uopšte moguće, jer se u modernoj kosmologiji tehnički predviđa da crne rupe te mase postoje. Ovim imamo potencijalno odgovor odakle supermasivne crne rupe u određenim galaksijama. Ali glavni razlog zašto ovde ne vidimo ništa drugo, i glavni razlog zašto nema rendgenskih zraka i varijacija svetlosti, je zapravo zbog super guste čaure gasa. 

Ovo je trenutno najprihvatljivije objašnjenje zasnovano na različitim studijama. Ali to nije jedino objašnjenje i postoje neki alternativni predlozi. Na primer, mogal bi biti crna rupa koja razara ogromne količine zvezda, u osnovi izazivajući izuzetno masivan plimski poremećaj koji je potencijalno bio moguć samo u ranom univerzumu. Na neki način kao što su dinosauri mogli da postoje samo u ranijoj fazi razvoja života na Zemlji, sa atmosferom prebogatom kiseonikom, tako i ovi čudni objekti su mogli postojati samo u ranoj fazi postojanja Vasione.

Izvori:

https://www.independent.co.uk/tech/black-hole-dots-sky-space-nasa-webb-telescope-b2508923.html

https://www.sci.news/astronomy/article00763.html

https://arxiv.org/abs/2409.06772

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad5669

https://www.youtube.com/watch?v=V2G5IR9gAqI