Međunarodna skupina astronoma uz pomoć svemirskog teleskopa James Webb izmjerila je masu neaktivne supermasivne crne rupe u galaksiji udaljenoj više od 10 milijardi svjetlosnih godina. Crne rupe ionako nije lako mjeriti, no postoji nekoliko tehnika kojima se njihova masa može izračunati na temelju količine svjetlosti oko njih. Ali to ne djeluje kod neaktivnih crnih rupa, njih je moguće izmjeriti samo na temelju dinamike zvijezda.
Taj pristup zahtijeva mjerenje gibanja zvijezda najbližih supermasivnoj crnoj rupi, zbog čega općenito djeluje samo kod vrlo bliskih galaksija, kod kojih su te zvijezde vidljive u dobroj razlučivosti. No kombinacija dviju tehnika nedavno je omogućila primjenu metode na udaljenu galaksiju čija je svjetlost krenula na put tek 3 milijarde godina nakon Velikog praska.
Prvi važan korak prema rezultatu bila je upotreba oštrog oka teleskopa James Webb. Svemirski teleskop vidi dalje i bolje u infracrvenom području od bilo kojeg drugog našeg instrumenta. Drugi trik je gravitacijsko lećenje. Svjetlost dotične galaksije, MRG-M0138, izobličuje i povećava jata galaksija u prvom planu, zahvaljujući čemu jezgra udaljenog objekta postaje vidljivija u detaljima.
„Te su nam dvije tehnike omogućile da postignemo kutnu razlučivost kao da promatramo kovanicu na površini Mjeseca”, izjavio je Richard Ellis, istraživač na University College London, voditelj autora studije koja izvješćuje o rezultatima.
Istraživanje, koje je na institutu Carnegie vodio Ellisov bivši student Andrew Newman, pruža važan pristup razumijevanju posebno kritičnog razdoblja evolucije galaksija. Današnje galaksije grubo se mogu podijeliti na aktivne i mirujuće. Za razumijevanje podrijetla mirujućih zvjezdanih sustava – koje se ponekad naziva i crvenim i mrtvim galaksijama – treba krenuti od razdoblja poznatog kao kozmičko podne. To je bio vrhunac stvaranja zvijezda u svemiru i vrijeme kad su supermasivne crne rupe postale aktivne jer je plin prema njima strujao tijekom sudara galaksija.
Aktivna supermasivna crna rupa koja postane kvazar može generirati snažne vjetrove koji zagrijavaju i izbacuju plin potreban za nastanak zvijezda. Dakle, prije nego što postane neaktivna, supermasivna crna rupa može potpuno uništiti sposobnost svoje galaksije da ostane mlada i aktivna. „Čini se da je ova crna rupa mogla biti odgovorna za to što je plin nestao otprilike 200 – 300 (možda 400) milijuna godina ranije”, objašnjava Ellis.
Crna rupa je golema, njezina masa iznosi otprilike 6 milijardi Sunčevih masa. To je više od 1000 puta veća masa od Sagittarija A*, supermasivne crne rupe u središtu Mliječne staze. Zvijezde koje kruže oko nje prelaze 400 kilometara u sekundi. Tim sada namjerava istim postupkom proučavati slične objekte. Takva mjerenja zvjezdane dinamike koja zajedno koriste James Webb i gravitacijsko lećenje mogla bi nam omogućiti da shvatimo kako galaksije prestaju biti aktivne i kakvu ulogu u tome imaju crne rupe.
„Ovo otvara put otkrivanju daljnjih takvih objekata, sada kad znamo da je to tehnički moguće, pa možemo pregledati crvene i mrtve galaksije u kojima više nema mladih zvijezda i provjeriti kad je u njima prestalo stvaranje zvijezda i postoji li crna rupa odgovorna za to gašenje”, objasnio je Ellis. „Otvorio se put prema nečemu što je prije bilo potpuno nemoguće.”
Aktualna misija Euclid trebala bi otkriti još takvih gravitacijski lećenih objekata, što će stručnjacima omogućiti da izgrade populaciju kandidata za proučavanje i steknu uvid u vrlo važan trenutak evolucije galaksija.
