Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) spełnił już swoją obietnicę zrewolucjonizowania astronomii, ale nawet jego twórców zaskoczyła powtarzająca się anomalia: maleńkie, jasne czerwone kropki pojawiające się na prawie każdym zdjęciu głębokiego nieba. Obiekty te, zwane „Małymi Czerwonymi Kropkami” (LRD), stały się jedną z największych tajemnic współczesnej kosmologii, zmuszając naukowców do ponownego przemyślenia naszego rozumienia pierwszych miliardów lat istnienia Wszechświata.
Odkrycie i pierwsza niespodzianka
Kiedy w 2022 roku opublikowano pierwsze zdjęcia JWST, astronomowie spodziewali się zobaczyć zwykłe jasne mgławice i odległe galaktyki. Zamiast tego odkryli spójny wzór zwartych, jasnych czerwonych kropek rozsianych po całym wszechświecie. Te LRD powstały około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, co oznacza, że ich światło dociera do nas przez niemal cały wiek Wszechświata. Co dziwne, przez 1,5 miliarda lat praktycznie zniknęły.
Powszechne występowanie LRD natychmiast wywołało pytania. Dlaczego obiekty te były tak powszechne we wczesnym wszechświecie, a następnie pozornie zniknęły? Co może stworzyć tak wyraźny czerwony podpis? Odpowiedź, podobnie jak w przypadku wielu zagadnień w kosmologii, nie jest prosta.
Konkurencyjne teorie: od czarnych dziur do nowych obiektów
Początkowe hipotezy dotyczyły znanych struktur: zwartych galaktyk zawierających supermasywne czarne dziury, szybko tworzących się pyłowych rozbłysków gwiazdowych, a nawet nieznanych wcześniej etapów cyklu życia czarnych dziur. Gdyby LRD rzeczywiście były czarnymi dziurami, sama ich liczba podważyłaby istniejące modele powstawania i wzrostu tych grawitacyjnych gigantów we wczesnym Wszechświecie.
Jednak w miarę gromadzenia się większej ilości danych wyjaśnienia te zaczęły się rozpadać. LRD były zbyt małe, aby pomieścić miliardy gwiazd, ale zbyt gęste, aby mogły być zwykłymi galaktykami. W ich widmach brakuje oczekiwanej emisji promieniowania rentgenowskiego charakterystycznej dla czarnych dziur, a ich szybki obrót jest sprzeczny z konwencjonalną fizyką.
Powstanie quasi-gwiazd i czarnych gwiazd
W 2024 r. zaczęto aktywnie wspierać nową, bardziej radykalną teorię: LRD mogą reprezentować zasadniczo nową klasę obiektów kosmicznych. Fizycy ponownie przyjrzeli się koncepcji, która pojawiła się dwie dekady temu: „quasi-gwiazdy”, hipotetyczne struktury powstałe z zapadających się obłoków gazu, a nie umierających gwiazd.
Pomysł jest taki: gęsta chmura gazu zapada się bezpośrednio w czarną dziurę otoczoną powłoką gorącego gazu. Struktura ta emituje intensywne promieniowanie podczerwone, co wyjaśnia czerwony kolor. Te „czarne gwiazdy” nie byłyby prawdziwymi gwiazdami w tradycyjnym sensie, ale raczej hybrydową istotą zasilaną przez centralną czarną dziurę.
Dlaczego to ma znaczenie: przepisywanie wczesnego wszechświata
Konsekwencje są ogromne. Jeśli LRD rzeczywiście są quasi-gwiazdami, oznacza to, że nasza wiedza na temat powstawania czarnych dziur jest niepełna. Wczesny Wszechświat mógł zostać obsadzony masywnymi czarnymi dziurami znacznie skuteczniej, niż wcześniej sądzono.
Obiekty te mogą również wyjaśniać, w jaki sposób supermasywne czarne dziury rosły tak szybko we wczesnym Wszechświecie – co od dawna stanowi zagadkę dla astrofizyków. Obecne modele mają trudności z wyjaśnieniem istnienia tak masywnych czarnych dziur wkrótce po Wielkim Wybuchu. Odkrycie LRD sugeruje alternatywną, bardziej bezpośrednią drogę ich powstawania.
Trwające badania
Od końca 2025 r. debata trwa. Astronomowie spieszą się, aby zebrać więcej danych, udoskonalić swoje modele i ostatecznie określić naturę LRD. Nowe obserwacje potwierdzają, że niektóre z nich znajdują się dalej, niż pierwotnie sądzono, oraz że nieciągłość Bulmera, kluczowa sygnatura widmowa, może być spowodowana innymi mechanizmami.
W jednym z niedawnych badań wykorzystujących program RUBIES JWST przeanalizowano ponad 4500 odległych galaktyk, znajdując około 40 LRD. Jeden obiekt, nazwany „Klifem”, wykazywał szczególnie ostrą nieciągłość Bulmera, wskazując na niezwykłe źródło energii.
Wniosek
Tajemnica Małych Czerwonych Kropek jest wciąż daleka od rozwiązania, ale badania poszerzają granice naszej wiedzy. Niezależnie od tego, czy reprezentują nową klasę obiektów zasilanych przez czarne dziury, egzotyczne formacje gwiazdowe, czy kombinację obu, LRD zmuszają astronomów do ponownego przemyślenia najwcześniejszych etapów ewolucji kosmicznej. Wszechświat po raz kolejny pokazał, że potrafi zaskakiwać, przypominając, że najważniejsze odkrycia często zdarzają się w najbardziej nieoczekiwanych miejscach.
