Zavirujući duboko u djetinjstvo univerzuma, veoma veliki teleskop (VLT) Evropske južne opservatorije nedavno je potvrdio otkriće najsjajnijeg i najbrže rastućeg kvazara. Kvazari su svetleći objekti na noćnom nebu koji se napajaju gasom koji pada u veliku crnu rupu u centru galaksije.
Otkriće ovog rekordnog objekta bilo je dovoljno fascinantno. Ali još jedan ključni aspekt najave je da postavlja velika pitanja o formiranju galaksija u ranom univerzumu. Konkretno, ostaje zagonetno kako je ovaj kvazar, koji je postojao manje od dve milijarde godina nakon Velikog praska, mogao tako brzo da naraste. Ispitivanje ove zagonetke moglo bi čak dovesti do ponovnog razmišljanja o tome kako su nastale galaksije.
Crne rupe, najgušći objekti u univerzumu, dobili su ovo ime jer je njihova gravitaciona sila tako neverovatno jaka da čak ni svetlost ne može da im pobegne. Kako onda crna rupa može biti izvor tako intenzivnog izvora svetlosti?
Pa, u nekim galaksijama, gde je crna rupa dovoljno velika, materija se uvlači veoma velikom brzinom. Dok se spiralno uvlači, nasilni sudari između gasova, prašine i zvezda dovode do emisije ogromne količine svetlosne energije. Što je crna rupa veća, to su sudari žešći i više svetlosti se emituje.
Kvazar koji je bio predmet najnovije studije, poznat kao J0529-4351, ima masu ekvivalentnu 17 milijardi sunaca i neverovatno je velik. Postoji spiralni disk materije širine sedam svetlosnih godina u centru galaksije i crna rupa raste akrecijom (akumulacijom) ove materije. Širina diska je uporediva sa rastojanjem između Zemlje i sledećeg najbližeg zvezdanog sistema, Alfa Centauri.
Crna rupa brzo raste trošenjem rekordne količine mase, što je ekvivalentno jednom suncu svakog dana. Ovo intenzivno nakupljanje materije oslobađa količinu energije zračenja koja je ekvivalentna kvadrilionu (hiljadu triliona) sunaca.
Ovo postavlja pitanje zašto je tako svetao objekat tek sada identifikovan na noćnom nebu, uprkos decenijama astronomskih posmatranja. Ispostavilo se da se ovaj podmukli kvazar skrivao na vidiku.
Uprkos svojoj zapanjujućoj svetlosti, J0529-4351 je veoma udaljen, što znači da se neprimetno stapa među morem slabijih zvezda koje leže mnogo bliže Zemlji. U stvari, ovaj kvazar je toliko daleko da svetlosti koju emituje potrebno je ogromnih 12 milijardi godina da stigne do nas ovde na Zemlji.
Starost univerzuma je oko 13,7 milijardi godina. Dakle, ovaj kvazar je postojao samo 1,7 milijardi godina nakon Velikog praska, na početku univerzuma.
Širenje univerzuma nakon Velikog praska je ono što nam omogućava da izmerimo rastojanje do ovog kvazara, a samim tim i starost. Dugo poznata jednostavna formula koja se zove Hablov zakon, kaže da nam poznavanje brzine kojom se objekat udaljava od nas omogućava da izračunamo koliko je udaljen.
Sudari koji se dešavaju dok materija spiralno ulazi u crnu rupu ovog kvazara podižu je na temperaturu od 10.000°C. U ovim uslovima, atomi u sistemu emituju karakterističan spektar svetlosti.
Ove diskretne frekvencije svetlosti formiraju neku vrstu bar koda koji astronomi mogu da koriste da identifikuju elementarne sastave objekata na noćnom nebu. Kako se objekat koji emituje svetlost udaljava od nas, frekvencija te posmatrane svetlosti se menja, slično tome kako se frekvencija zvuka sirene hitne pomoći pomera u zavisnosti od toga da li se kreće prema vama ili dalje od vas.
Ovaj pomak koji se vidi kod astronomskih objekata poznat je kao crveni pomak. Ovo je, zajedno sa Hablovim zakonom, omogućilo da se potvrdi i starost i udaljenost (oba ova svojstva su povezana u kosmologiji) J0529-4351.
Ovaj svetli svetionik iz ranog univerzuma pokrenuo je važno pitanje koje zbunjuje astronome: kako je ova crna rupa, u tako relativno kratkom vremenskom periodu, mogla da preraste tako brzo u tako masivan objekat? Prema dobro prihvaćenim modelima ranog univerzuma, trebalo je više vremena da naraste do ove veličine.
Štaviše, podešavanjem modela veštačke inteligencije (AI) koji se koriste za skeniranje podataka teleskopa za ove neobične objekte, još bi se moglo naći još više u narednim godinama. Ako liče na J0529-4351, fizičari bi morali ozbiljno da preispitaju svoje modele ranog univerzuma i formiranja galaksija.
Najbrže rastuća crna rupa ikada posmatrana biće savršena meta za sistem koji se zove Graviti+, predstojeću nadogradnju instrumenta na Veoma velikom teleskopu koji se zove interferometar. Ovaj interferometar je genijalan način kombinovanja podataka sa četiri odvojena teleskopa koji zapravo čine VLT.
Graviti+ je dizajniran da precizno meri brzinu rotacije i masu crnih rupa direktno, posebno onih koje se nalaze daleko od Zemlje.
Štaviše, Ekstremno veliki teleskop Evropske južne opservatorije, reflektujući teleskop prečnika 39 metara, trenutno je u izgradnji u čileanskoj pustinji Atakama. Ovo je dizajnirano za detekciju optičkih i bliskih infracrvenih talasnih dužina karakterističnih za udaljene kvazare i učiniće identifikaciju i karakterizaciju takvih neuhvatljivih objekata još verovatnijim u budućnosti.
