მონსტრი შავი ხვრელი, რომლის მასა ჩვენი მზის მასას 800 მილიონჯერ აღემატება, 13 მილიარდი სინათლის წლის მოშორებით აღმოაჩინეს.

ეს არის ყველაზე შორეული შავი ხვრელი, რაც კი ოდესმე დაგვიფიქსირებია - ეს ობიექტი მაშინ არსებობდა, როდესაც სამყარო სულ რაღაც 690 მილიონი წლის იყო, ანუ დღევანდელი ასაკის სულ რაღაც 5%.

„ასეთი მასის შეძენა 690 მილიონ წელიწადზე ნაკლებ დროში საკმაოდ დიდი გამოწვევაა ზემასიური შავი ხვრელების ზრდის თეორიებისთვის“ - ამბობს კარნეგ მელონის უნივერსიტეტის მკვლევარი ედუარდო ბანადოსი, კვლევის ხელმძღვანელი.

აქამდე, ყველაზე ადრეულ შავ ხვრელად ითვლებოდა ობიექტი, რომელიც სამყაროს გაჩენიდან 800 მილიონი წლის შემდეგ გაჩნდა.

შავი ხვრელი, სახელად J1342+0928, გალაქტიკის ცენტრის გარშემო მბრუნავი აირის ზეკაშკაშა დისკოშია მოთავსებული და ე.წ. კვაზარს წარმოქმნის.

კვაზარი ყველაზე კაშკაშა ობიექტია სამყაროში. ის დიდ გალაქტიკაზე ათასჯერ და უფრო მეტჯერ კაშკაშაა.

თუმცა, შავი ხვრელი სინათლეს არ ასხივებს. სინათლეს ასხივებს შავი ხვრელის გარშემო არსებული აკრეციული დისკო - მორევივით მბრუნავი აირი და მტვერი, რომელთა სიჩქარე თითქმის სინათლის სიჩქარესაც კი უახლოვდება. ამ მატერიით მონსტრი შავი ხვრელი იკვებება.

მათი დიდი სიკაშკაშის მიუხედავად, დღეს ცნობილი ყველა კვაზარი იმდენად შორსაა, რომ შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს - მათი დანახვა მხოლოდ მძლავრი ტელესკოპებითაა შესაძლებელი.

კვაზარი ძალიან ღირებული იარაღია ადრეული სამყაროს შესასწავლად, რადგან მისი სინათლის ანალიზისას შეგვიძლია იმ წყალბადის შესახებ მივიღოთ ინფორმაცია, რომელშიც ამ სინათლემ გაიარა დედამიწამდე მოსაღწევად.

J1342+0928 იმდენად მოხუცია, რომ მას შეუძლია მოგვითხროს ჩვენი სამყაროს ისტორიის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი პერიოდის შესახებ - რეიონიზაციის ეპოქის შესახებ.

დიდი აფეთქებიდან ძალიან მალე, სამყარო ბნელი იყო - ცხელი „თავდაპირველი სუპი“ კოსმოსურ მასშტაბზე, რომელიც ძალიან სწრაფად ფართოვდებოდა.

გაფართოებასთან ერთად, მან გაგრილება დაიწყო, რის შედეგადაც პროტონებმა და ნეიტრონებმა გაერთიანება იონიზირებულ წყალბადის ატომებად დაიწყეს. სამყაროს გაჩენიდან 240 000 - 300 000 წლის შემდეგ, ამ წყალბადის ატომებმა მიიერთეს ელექტრონები და ელექტრულად ნეიტრალური წყალბადები შექმნეს.

აი, ზუსტად ამ დროს სინათლეს უკვე შეეძლო თავისუფლად მოძრაობა სამყაროში, რადგან ის უკვე „გამჭვირვალე“ გახდა.

მაგრამ ყველაფრის დასაწყისი მაშინ იყო, როდესაც გრავიტაციამ ამ წყალბადით სავსე სიცარიელეში პირველი ვარსკვლავები და გალაქტიკები წარმოქმნა, რის შედეგადაც გაჩნდა სინათლე. ამის მოხდენიდან არც ისე დიდი ხნის შემდეგ, ნეიტრალური წყალბადის ატომების აგზნება ამ ახლად გაჩენილი ვარსკვლავების, გალაქტიკების, კვაზარების (ან ერთად სამივეს) ულტრაიისფერი სინათლის მოხდა.

ამ ეფექტმა სამყაროში არსებული წყალბადის უმეტესობის ხელახლა იონიზაცია მოახდინა - გაყო ისინი პროტონებად და ელექტრონებად. დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 1 მილიარდი წლის შემდეგ, რეიონიზაციის პროცესი დასრულდა.

ფოტო: Robin Dienel/Carnegie Institute of Science

მაგრამ საკმაოდ რთულია, გავიგოთ, ზუსტად როდის დაიწყო რეიონიზაციის ხანა და როგორ მუშაობს ის დეტალურად. „რეიონიზაცია სამყაროს უკანასკნელი უდიდესი ტრანზიცია იყო და ის დღევანდელი ასტროფიზიკის ერთ-ერთი საზღვარია“. - ამბობს ბანადოსი.

ზუსტად ამ დროს შემოდის J1342+0928. მისი სინათლის ანალიზი აჩვენებს, რომ მის გარშემო არსებული სივრცის მნიშვნელოვანი ნაწილი კვლავ ნეიტრალური წყალბადია - 690 000 წელიწადი დიდი აფეთქების შემდეგ.

ეს ნიშნავს, რომ რეიონიზაცია შესაძლოა სამყაროს ასაკთან შედარებით საკმაოდ გვიან მოხდა.

ზემოთ ნაჩვენებ ილუსტრაციაში სქემატურად ვხედავთ, თუ რისი შესწავლა შეგვიძლია ამ ახალი აღმოჩენით: მაგელანის ერთ-ერთი ტელესკოპის (ქვემოთ, მარცხნივ) გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია რეიონიზაციის ეპოქის ინფორმაციის რეკონსტრუქცია მოვახდინოთ, რომელიც დიდ აფეთქებას მოყვა (მაღლა, მარჯვნივ).

მაგრამ J1342+0928 თავსატეხსაც გვიტოვებს. რადგან მისი მასა დღევანდელი ზემასიური შავი ხვრელების ტოლია, ნიშნავს, რომ მას უნდა ჰყოლოდა მატერიით საკმაოდ შევსებული გალაქტიკა, რათა მისგან ეკვება - ასეთ მოკლე დროში ამდენი მასის მიღება სხვანაირად შეუძლებელია გალაქტიკის ევოლუციების დღევანდელი მოდელებით.

„მომდევნო წლებში, რამდენიმე მომავალი თაობის, უფრო მგრძნობიარე ინსტრუმენტებით ... შეგვიძლია მრავალ აღმაფრთოვანებელ აღმოჩენას დაველოდოთ ძალიან ადრეულ სამყაროში“.