Telescopul James Webb a descoperit un tip nou de obiect cosmic care sfidează toate modelele științifice existente

Curiozitate.ro

Telescopul James Webb a descoperit un tip nou de obiect cosmic care sfidează toate modelele științifice existente

Un singur punct de lumină, scăpat din mulțimea a 4.500 de galaxii analizate, i-a obligat pe astronomi să reia calculele de la zero. Obiectul, botezat The Cliff – Faleza –, a fost detectat în iulie 2024 în cadrul programului RUBIES al telescopului James Webb.

Spectrul său este atât de neobișnuit, încât niciun model existent nu îl poate explica. Concluzia provizorie, publicată în Astronomy & Astrophysics în septembrie 2025, sună astfel: am putea privi prima „stea–gaură neagră”, o categorie de obiect cosmic care nu a mai fost descrisă până acum.

Povestea începe cu „punctele roșii mici” – LRD, little red dots –, obiecte compacte care strălucesc puternic în infraroșu și care au apărut în primele imagini științifice ale lui James Webb, în vara lui 2022. Erau peste tot. Mai multe decât se așteptase oricine.

La început, o parte dintre cercetători a propus că ar putea fi galaxii deja mature, comparabile cu Calea Lactee de astăzi, dar văzute la doar 500–700 de milioane de ani după Big Bang. O problemă imposibilă: asemenea galaxii nu ar fi avut timp să se formeze.

Comunitatea s-a împărțit între două interpretări. Unii au vorbit despre roiuri stelare foarte masive; alții au pariat pe nuclee galactice active, înecate în praf.

Dar aceste obiecte nu emit raze X, au un spectru infraroșu „aplatizat” și arată foarte puțină variabilitate – trăsături care nu se împacă cu ideea unor nuclee active obișnuite. O fundătură.

Între ianuarie și decembrie 2024, programul RUBIES a strâns aproape 60 de ore de observații cu JWST pentru a obține spectrele a 4.500 de galaxii îndepărtate – unul dintre cele mai mari seturi de date spectroscopice obținute cu acest telescop.

În acest volum de date, astronomii au identificat 35 de puncte roșii mici. Multe fuseseră deja observate în imaginile publice ale lui James Webb. Însă noii candidați erau cei mai extremi și mai intriganti. Dintre ei, The Cliff iese în față.

Lumina de la The Cliff a călătorit 11,9 miliarde de ani până la noi; obiectul are un decalaj spectral z = 3,55. Ceea ce îl separă însă de restul LRD-urilor este un detaliu de spectru, un „salt Balmer”: o cădere bruscă a luminozității la anumite lungimi de undă.

Acest fenomen apare când un obiect este înconjurat de hidrogen foarte dens, încins peste 8.000 Kelvin; electronii din atomii de hidrogen absorb și eliberează lumină la praguri precise, iar spectrul cade în trepte.

Numai că, în cazul de față, panta este atât de abruptă încât niciun obiect cunoscut nu o poate reproduce.

Cercetătorii au epuizat toate combinațiile de modele existente – galaxii masive în plină formare de stele, nuclee galactice active înăbușite în praf – încercând să potrivească spectrul lui The Cliff. De fiecare dată, fără succes.

Anna de Graaff, astrofiziciană la Institutul Max Planck pentru Astronomie și autoare principală a studiului, a rezumat tranșant: „Proprietățile extreme ale lui The Cliff ne-au obligat să reexaminăm totul și să inventăm modele noi.”

Ideea care a prins contur: aceste puncte minuscule și misterioase ar putea fi sfere uriașe de gaz fierbinte, atât de dense încât seamănă cu atmosfera unor stele clasice alimentate de fuziune nucleară – cu o diferență esențială.

„Motorul” din centru nu ar fi fuziunea, ci o gaură neagră supermasivă care înghite rapid materia din jur, o transformă în energie și luminează coconul gazos.

Joel Leja, cercetător la Penn State, o spune limpede: „Am privit destule puncte roșii până când am găsit unul cu o atmosferă atât de groasă, încât nu putea fi explicată prin stelele tipice ale unei galaxii.

E un răspuns elegant: credeam că vedem o mică galaxie plină de multe stele separate și reci, dar, în esență, e o singură stea gigantică și foarte rece.”

Interpretarea care câștigă teren vorbește, așadar, despre un hibrid între o gaură neagră și o stea: o gaură neagră activă, învăluită într-un cocon de gaz fierbinte și dens, cu o atmosferă stelară care strălucește pe măsură ce este încălzită de centrul întunecat.

Absența razelor X – marea enigmă încă de la început – ar putea fi explicată chiar prin densitatea excepțională a acestui înveliș gazos. În ianuarie 2026, un studiu publicat în Nature de o echipă de la Niels Bohr Institute din Copenhaga a întărit această direcție.

Concluzia lor: „punctele roșii mici sunt găuri negre tinere, de o sută de ori mai puțin masive decât se credea, învăluite într-un cocon de gaz pe care îl consumă pentru a crește. Procesul generează o căldură enormă, care răzbate prin cocon. Această radiație le dă culoarea roșie caracteristică.”

Pentru Rohan Naidu, astrofizician la MIT, interpretarea este atât de convingătoare încât preferă să le spună „stele–găuri negre”, după fizica pe care o sugerează. „Ele radiază efectiv ca niște stele uriașe”, explică el, deși LRD-urile pot fi de un trilion de ori mai luminoase.

Oriunde a privit JWST în adâncimea cerului, către o epocă în care universul avea doar câteva sute de milioane de ani, a văzut aceste pete compacte, strălucitoare, roșu-rubiniu.

Apoi, spre aproximativ două miliarde de ani după Big Bang, au dispărut din peisajul observat de telescop la fel de brusc cum apăruseră. Această scurtă clipă cosmică ar putea fi însă indiciul-cheie: LRD-urile ar reprezenta o verigă lipsă în înțelegerea formării găurilor negre.

„Știm că galaxiile, precum a noastră, au găuri negre supermasive în centru, iar dacă acest lucru este atât de comun, rămâne un mister cum s-au format. LRD -urile ar putea fi faza lor de naștere, pe care o vedem pentru prima oară.” Prudența rămâne esențială.

Observațiile viitoare vor decide dacă stelele–găuri negre sunt cheia prin care înțelegem cum au devenit galaxiile de azi ceea ce sunt. Deocamdată, e doar o posibilitate incitantă, departe de a fi o certitudine. Un lucru, însă, e cert: The Cliff și-a făcut deja treaba.

Până acum, JWST a identificat 341 de puncte roșii mici, iar fiecare dintre ele este privit altfel. Nu ca o galaxie prea bătrână pentru timpul său. Ci, poate, ca începutul unui colos.