Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εντόπισε την πιο μακρινή υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, μια διαστημική δίνη που βρίσκεται σε έναν από τους πρώτους γαλαξίες του Σύμπαντος. Οι μαύρες τρύπες ήταν κάτι περισσότερο από μια θεωρία πριν από 50 χρόνια, μια αλλόκοτη μαθηματική απάντηση σε ένα πρόβλημα της Φυσικής, αλλά ακόμη και οι κορυφαίοι αστρονόμοι του κλάδου δεν ήταν απόλυτα πεπεισμένοι για την ύπαρξη τους.

Σήμερα, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν είναι απλώς επιστημονικά αποδεκτές, αλλά τις φωτογραφίζει μια συλλογή τεράστιων, συγχρονισμένων ραδιοφωνικών πιάτων στη Γη. Το James Webb, το κορυφαίο διαστημικό τηλεσκόπιο υπερύθρων, κάνει επίσης το καθήκον του για να αποκαλύψει πώς σχηματίζονται αυτά τα μυστηριώδη μεγαθήρια. Η διαπίστωση δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature και επισημάνθηκε από τη NASA κατά τη διάρκεια της εκστρατείας Black Hole Week.

Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα βρέθηκε στο κέντρο του GN-z11, ενός εξαιρετικά φωτεινού γαλαξία που ήταν ζωντανός όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 430 εκατομμυρίων ετών, ένα κλάσμα της σημερινής του ηλικίας, η οποία πλησιάζει τα 14 δισεκατομμύρια. Οι μαύρες τρύπες είναι μερικά από τα πιο ανεξιχνίαστα φαινόμενα στο Διάστημα. Δεν έχουν επιφάνεια, όπως ένας πλανήτης ή ένα αστέρι. Αντίθετα, έχουν ένα όριο που ονομάζεται «ορίζοντας γεγονότων», ή ένα σημείο χωρίς επιστροφή. Αν κάτι πλησιάσει πολύ κοντά, θα πέσει μέσα, χωρίς να μπορέσει ποτέ να ξεφύγει από τη βαρυτική έλξη της τρύπας.

Το πιο συνηθισμένο είδος, που ονομάζεται αστρική μαύρη τρύπα, πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα ενός τεράστιου άστρου που πεθαίνει σε μια έκρηξη σουπερνόβα. Το υλικό του άστρου στη συνέχεια καταρρέει στον εαυτό του, και συμπυκνώνεται σε μια σχετικά μικρή περιοχή.

Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο σχηματίζονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες έχουν μάζα εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, είναι ακόμη πιο δυσνόητος από τις τυπικές αστρικές μαύρες τρύπες. Πολλοί αστροφυσικοί και κοσμολόγοι πιστεύουν ότι αυτοί οι αόρατοι γίγαντες κρύβονται στο κέντρο σχεδόν όλων των γαλαξιών. Πρόσφατες παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχουν ενισχύσει τη θεωρία ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες ξεκινούν στους σκονισμένους πυρήνες των γαλαξιών αστροταχύτητας, όπου συναρμολογούνται γρήγορα νέα αστέρια, αλλά οι επιστήμονες εξακολουθούν να το ψάχνουν. Μια ομάδα επιστημόνων που χρησιμοποίησε το James Webb μπόρεσε να διακρίνει ότι ο GN-z11 έχει μια κεντρική μαύρη τρύπα με μερικά στοιχεία. «Βρήκαμε εξαιρετικά πυκνό αέριο, το οποίο είναι σύνηθες στην περιοχή των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που συσσωρεύουν αέριο», ανέφερε σε ανακοίνωσή του ο Roberto Maiolino, επικεφαλής ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Αυτές ήταν οι πρώτες σαφείς ενδείξεις ότι ο GN-z11 φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ύλη».

Στη συνέχεια, η ομάδα βρήκε ενδείξεις ηλεκτρικά φορτισμένων χημικών ουσιών που συνήθως βρίσκονται κοντά σε ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Οι επιστήμονες παρατήρησαν επίσης ότι ο αρχαίος γαλαξίας έβγαζε έναν ισχυρό άνεμο, κάτι που επίσης συνδέεται με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με αδηφάγες ορέξεις. Με όλα αυτά τα στοιχεία μαζί, η ομάδα πιστεύει ότι ο GN-z11 έχει μια κεντρική μαύρη τρύπα με μάζα όσο 2 εκατομμύρια Ήλιοι! Μια άλλη ομάδα ερευνητών μελετά αυτόν τον αρχαίο γαλαξία για την απόδειξη άστρων πρώτης γενιάς, των λεγόμενων άστρων «Πληθυσμού ΙΙΙ». Τα αστέρια αυτά πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν στο πρώιμο Σύμπαν, πριν την ύπαρξη στοιχείων βαρύτερων από το ήλιο.

Τα περισσότερα στοιχεία του Σύμπαντος προέρχονται από εκρηγμένα νεκρά άστρα, οπότε οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι τα πρωτόγονα άστρα πιθανώς αποτελούνταν σχεδόν εξ ολοκλήρου από υδρογόνο και ήλιο, το αρχέγονο υλικό που εκτοξεύτηκε από το Big Bang. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι μπορεί να βρουν συσσωματώματα ηλίου γύρω από τεράστιους γαλαξίες από τις πρώτες εποχές. Η σκέψη είναι ότι αυτοί οι παρθένοι θύλακες αερίου θα μπορούσαν να καταρρεύσουν και να σχηματίσουν αστρικά σμήνη Πληθυσμού ΙΙΙ. Η ομάδα πιστεύει ότι εντόπισε μια τέτοια συστάδα στο φωτοστέφανο που περιβάλλει τον γαλαξία. Η εύρεση αποδείξεων για αυτά τα αστέρια θα μπορούσε να είναι μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις της σύγχρονης αστροφυσικής.