Najjaśniejsze obiekty wszechświata łamią zasady astronomii

Co do zasady, całe niezwykle intensywne promieniowanie kwazarów, które umożliwia ich obserwowanie z odległości kosmologicznych, powstaje w dysku akrecyjnym otaczającym supermasywną czarną dziurę. Olbrzymie ilości gazu i pyłu opadającego na czarną dziurę rozgrzewają się do ogromnych temperatur i przy tym emitują olbrzymie ilości promieniowania, przyćmiewając zasadniczo promieniowanie całej reszty galaktyki.

W związku z powyższym można zakładać, że kwazary będą powstawały w stosunkowo gęstym środowisku, w którym będzie dużo materii, z której kwazar mógł się uformować, a następnie karmić.

Czytaj także: Najjaśniejsze obiekty wszechświata wreszcie zrozumiane. Ta tajemnica od dawna zastanawiała naukowców

Tymczasem w ramach najnowszych obserwacji, astronomowie dostrzegli, że środowiska, w których znajdują się kwazary, mogą bardzo się od siebie różnić. Część kwazarów faktycznie znajduje się w tłocznych rejonach przestrzeni kosmicznej, ale część — ku zdumieniu naukowców — znajduje się w prawdziwej pustce. Ich tzw. pola kwazarowe, czyli ich bezpośrednie otoczenie jest na tyle puste, że tak naprawdę trudno ustalić, jak w takim miejscu mogły powstać tak supermasywne czarne dziury, jeżeli nie miały czym się tam karmić.

Tutaj warto nadmienić, że naukowcy wciąż tak naprawdę nie wiedzą, w jaki sposób powstają supermasywne czarne dziury, szczególnie te, które obserwujemy w bardzo wczesnym wszechświecie, tj. kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Podejrzewa się, że część supermasywnych czarnych dziur powstała w procesie łączenia małych, a następnie coraz większych takich dziur. Problem w tym, że taki uformowanie supermasywnej czarnej dziury w taki sposób powinien zająć co najmniej miliard lat. Tymczasem teleskopy kosmiczne bezustannie odkrywają takie obiekty w czasach, gdy wszechświat miał zaledwie 500-600 milionów lat.

Aby utrzymać swoją niewyobrażalną jasność, supermasywne czarne dziury muszą aktywnie pochłaniać gaz i pył ze swojego otoczenia. Jeżeli w otoczeniu kwazara znajduje się mnóstwo innych galaktyk, materii jest tam sporo. Problem w tym, że nawet w próbce 5 badanych przez naukowców kwazarów są takie, w których otoczeniu znajduje się 50 innych galaktyk i takie, które w swoim otoczeniu mają zaledwie dwie galaktyki. Żeby było ciekawiej, oba kwazary są do siebie podobne rozmiarami i jasnością.

Czytaj także: Kwazary to aktywne centra odległych galaktyk, tylko nikt tych galaktyk nie widział. Aż do teraz

Tam, gdzie jest dużo galaktyk, można założyć, że mamy do czynienia z węzłami tzw. kosmicznej sieci, w których krzyżują się wypełniające wszechświat strumienie ciemnej materii. To wzdłuż nich we wszechświecie przemieszcza się gaz i pył. Od dawna naukowcy zakładali, że to właśnie w takich ogniskach, tudzież kosmicznych skrzyżowaniach strumieni ciemnej materii rosną zagęszczenia galaktyk i powstają kwazary. Bez odpowiedzi dotąd pozostawało pytanie, jak w tych węzłach w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat mogły urosnąć tak potężne supermasywne czarne dziury o masie rzędu miliardów mas Słońca.

Obserwacje kwazarów za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba miały przynieść odpowiedzi na te pytania. Zamiast tego sytuacja się jedynie skomplikowała. Okazało się bowiem, że równo jasne kwazary obserwuje się także w miejscach, które nie są węzłami, ani skrzyżowaniami strumieni ciemnej materii niosącymi ze sobą olbrzymie ilości pyłu i gazu. Przynajmniej część kwazarów znajduje się w miejscach, w których poza tym czy innym kwazarem, jest zasadniczo pusto. W ich przypadku proces formowania się kwazara musiał być zupełnie inny. Skoro zatem nie ma w ich otoczeniu materii, którą kwazar mógłby się żywić, to jest to dowód na to, że coś ważnego nam umyka i gdzieś jeszcze czai się jakiś zupełnie inny proces, który może prowadzić do powstawania kwazarów. Nikt ich przecież tam po prostu nie przyniósł.