Astronoomid on varajast universumit vaadeldes leidnud, et supermassiivsete mustade aukude algmed olid galaktikates olemas juba vähemalt 700-800 miljonit aastat pärast Suurt Pauku minimaalselt 30% galaktikates ning arenesid sellest ajast peale nendega käsikäes.
Tehtud ekstrapolatsioonide kohaselt kubises varajane universum vähemalt 30 miljonist supermassiivsest mustast august. NASA/CXC/A.Hobart
Päikesest tuhandeid kuni miljardeid korda raskemad supermassiivsed mustad augud (SMA) ei ole tänapäeva universumis enam midagi harukordset. Arvatakse, et need paiknevad pea iga galaktika keskmes. Mustade aukude vanuse ja päritolu üle võis aga seni ainult intelligentselt spekuleerida. Chandra röntgenkiirte-teleskoobi ülesvõtete alusel leidsid USA astronoomid nendest märke ligikaudu kahesajas varajases universumis leidunud galaktikas.
„Signaal oli nõrk!“ tõdes uurimuse kaasautor ning Yale’i ülikooli astronoom Priya Natarajan Fyysika-ee-le. Neljakümne viie päeva vältel Chandra teleskoobiga sooritatud vaatluste käigus kogutud andmete esmasel analüüsil ei leitud piisavalt tõendeid, et supermassiivsed musti auke Hubble’i ülisügavas väljas üleüldse leidub. „Täiendatud vaatluste käigus leidsime aga igast Hubble’i abil välja valitud galaktikast Chandra’ga keskmiselt 5-10 röntgenkiirte spektriosas leiduvat footonit,“ lisas astronoom. Väikesena tunduv number kahvatub selle statistilise olulise kõrval.
Iga läbi paksu vesiniku -ja tolmupilve põgenenud kõrge energiaga valgusosake saab tähendada vaid üht. Põgenemiseks vajaliku energiaga sai seda varustada ainult SMA. „ Ülejäänud supermassiivse musta augu tõttu lõõmama hakkaval seda ümbritseval gaasil ning sellest seeläbi eralduval kiirgusel ei läinud aga nii hästi. SMA isu eest ei pääse mitte miski,“ selgitas Natarajan. Samas võib sama tõdemus sundida astronoome mõningaid varajast universumit käsitlevad teooriad ringi vaatama.
Miljonite aastate vältel pärast Suurt Pauku valitses universumis pimedus. Esimesed moodustunud vesiniku aatomid olid neutraalsed ning toonases tänapäevasest tunduvalt väiksemas universumis tekitasid need seega läbipaistmatu udu. „Arvatakse, et miski, kas hiigeltähtede või mustade aukude kiirgus pidi selle universumi uuesti läbipaistvaks muutmiseks ajutiselt ergastamise läbi komponentideks lahutama,“ mõtiskles Natarajan. Praegused leiud viitavad aga selgelt, et SMA’d seda vaadeldud valgusspektri põhjal teha ei saanud.
Varajase universumi reioniseerumise skeem. NASA/CXC/M.Weiss
„On äärmiselt intrigeeriv mõelda, et tähed said hakkama millegagi, millega SMA’d lihtsalt hakkama ei saanud, hoolimata sellest, et nad olid selles samas supis!“ hüüatas Natarajan. Samas ei paku leitud mustad augud oma laiast levikust hoolimata vihjeid, kuidas need juba esimesel juhul tekkida said. Erinevate koolkondade väitel kujunesid nende seemned välja, kas varajase universumi moodustanud hiigeltähtede elupäevade lõppedes või veelgi varajasemate gaasipilvede otsese gravitatsioonilise kollapsi läbi.
Yale’i ülikooli astronoomi sõnul võivad tulemused siiski kaalukaussi veidi ühele poole kaldu ajada. „Avastatud mustade aukude populatsioon tundub olevat kooskõlas pigem stsenaariumiga, kus nende esialgsed seemned olid just massiivsemat sorti,“ sõnas ta. Mida rohkem õnnestub astronoomidel aga SMA seemnete ja päritolu kohta teada saada, seda täpsemaks universumi ajatelg muutub. Uurimuse trumpässaks peavad autorid aga ise midagi muud. Nende tulemused viitavad, et SMA’de ja galaktikate areng kulgeb käsikäes.
Alles hiljutistes uurimustes on lõplikult omaks võetud, et see toimub vähemalt meie kohalikus, lähiümbruse universumi osas. Universumi varajasemate aegade suhtes ollakse üheselt mõistetavate tõendite tõttu tunduvalt ettevaatlikumad. „Samas tundub nüüd, et galaktikad ja SMA’d kasvasid tandemina juba toona!“ väidab Natarajan. Täiesti kindlalt on aga vara midagi väita. Kaugete objektide uurimine on alati seotud äärmiselt suurte määramatustega. Töörühm on esimese suure sammu nende mõistmise suunas aga uurimusega astunud.
Ezequiel Treister’i juhitud töörühma uurimus ilmus 16. juunil ajakirjas Nature.