Observații Revoluționare cu Telescopul Webb: Cinci Quasari care Provocă Paradigmele Astrofizicii

Recent, cinci quasari antici, observați cu ajutorul Telescopului Spațial James Webb, au stârnit un val de controverse în comunitatea științifică, punând sub semnul întrebării cunoștințele anterioare despre formarea acestor obiecte cosmice. Quasarii, care reprezintă nucleul extrem de luminos al galaxiilor ce adăpostesc găuri negre supermasive, emit o cantitate imensă de energie atunci când atrag gaz și praf din jur. Aceste fenomene strălucitoare sunt printre cele mai luminoase din Univers, iar studiul lor este esențial pentru înțelegerea evoluției cosmice.

Potrivit cercetărilor anterioare, primii quasari s-ar fi format din regiuni extrem de dense de materie primordială, care ar fi dus și la crearea multor galaxii mai mici. Totuși, un studiu recent condus de MIT a scos la iveală faptul că acești quasari antici par să fie anomalii, existând într-un Univers timpuriu care nu se aliniază cu modelele stabilite. Astronomii au folosit Telescopul Webb pentru a privi înapoi în timp cu peste 13 miliarde de ani, analizând mediul cosmic din jurul celor cinci quasari, și au descoperit o varietate surprinzătoare în vecinătățile lor. În timp ce unii dintre acești quasari se află în câmpuri foarte aglomerate, cu peste 50 de galaxii vecine, alții par să plutească în pustietate, având doar câteva galaxii rătăcite în apropiere.

Aceste observații contrazic teoriile anterioare care sugerau că quasarii ar trebui să fie în mod constant înconjurați de materie, având astfel resursele necesare pentru a-și alimenta creșterea. Anna-Christina Eilers, profesor asistent de fizică la MIT, subliniază că "în medie, acești quasari nu se află neapărat în regiunile cu cea mai mare densitate din universul timpuriu. Unele dintre ele par să fie așezate în mijlocul pustietății." Această constatare ridică întrebări despre modul în care aceste găuri negre supermasive au reușit să crească atât de mult, având atât de puține surse de materie din jur.

Cercetătorii iau în considerare posibilitatea ca quasarii să fie înconjurați de galaxii ascunse în praf cosmic, ceea ce le-ar putea explica aparenta solitudine. Eilers și echipa sa intenționează să își ajusteze observațiile pentru a descoperi aceste galaxii ascunse și pentru a înțelege mai bine cum au evoluat quasarii în mediul primordial. Cei cinci quasari observați sunt printre cei mai vechi identificați, datând de peste 13 miliarde de ani, formându-se la doar 600 sau 700 de milioane de ani după Big Bang. Găurile negre supermasive care le alimentează sunt de aproximativ un miliard de ori mai masive decât Soarele și emit de peste un trilion de ori mai multă lumină.

Echipa de cercetare a analizat imagini ale acestor quasari, realizate cu Telescopul Webb între august 2022 și iunie 2023. Observațiile au fost realizate prin tehnica mozaicului, care le permite astronomilor să adune mai multe vederi parțiale ale fiecărui quasar, construind astfel o imagine completă a vecinătăților lor. Telescopul a efectuat măsurători ale luminii pe diferite lungimi de undă, ajutând echipa să determine distanța galaxiilor din apropiere de quasarul central, precum și natura acestora.

Aceste descoperiri provocatoare contestă înțelegerea standard despre formarea găurilor negre și a galaxiilor. Modelele cosmologice curente sugerează că o rețea cosmică de materie întunecată ar fi trebuit să fie un factor cheie în procesul de formare a acestor obiecte masive. Materia întunecată, o formă de materie care nu interacționează cu mediul decât prin gravitație, ar fi creat filamente gravitaționale care atrag gazul și praful, ajutând astfel la formarea structurilor cosmice.

După Big Bang, se crede că Universul timpuriu a dezvoltat aceste filamente de materie întunecată, iar în regiunile dens populate, materia s-ar fi acumulat pentru a forma obiecte mai masive. Aceasta ar fi explicat și apariția quasariilor, care s-ar fi format în zone de densitate maximă, alături de numeroase galaxii mai mici. Studiile sugerează că aceste quasari au continuat să acumuleze masă la rate foarte mari, atingând dimensiuni impresionante într-un interval scurt de timp.

În contextul acestor observații, apariția quasariilor solitari într-un mediu atât de sărăcit de materie întunecată ridică întrebări fundamentale. Dacă modelele cosmologice actuale sunt corecte, prezența acestor quasari în regiuni aparent pustii sugerează că Universul timpuriu ar fi fost mult mai complex și variabil decât s-a crezut până acum. Aceste descoperiri recente nu doar că îmbogățesc cunoștințele noastre despre evoluția Universului, dar deschid și noi direcții de cercetare pentru înțelegerea formării structurilor cosmice.