Kwazary są najjaśniejszymi źródłami światła we wszechświecie, napędzanymi supermasywnymi czarnymi dziurami, które znajdują się w centrach galaktyk. Ich ekstremalna jasność pochodzi z dysków akrecyjnych - ogromnych ilości gazu i pyłu, które krążą wokół czarnej dziury. Dzięki przyciąganiu grawitacyjnemu te dyski przyspieszają i podgrzewają się, generując ogromne ilości promieniowania. Ostatnie obserwacje teleskopem Jamesa Webba (JWST) odkryły kwazary, których wpływ był tak silny, że praktycznie „zabił” macierzystą galaktykę, ograniczając powstawanie nowych gwiazd.

Samotne kwazary: Nieoczekiwane odkrycia

Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć w ostatnich badaniach była obecność kwazarów, które wydają się być prawie całkowicie izolowane we wczesnym wszechświecie, bez wielu sąsiednich galaktyk, które mogłyby zapewnić im „paliwo” do wzrostu. Modele astronomiczne przewidywały, że najwcześniejsze kwazary powinny powstawać w najgęstszych rejonach wszechświata, bogatych w gaz i pył. Jednak ostatnie obserwacje teleskopem Jamesa Webba pokazują, że niektóre kwazary, takie jak J1007+2115, istnieją w stosunkowo pustych obszarach wszechświata.

Te odkrycia rzucają nowe światło na zrozumienie powstawania supermasywnych czarnych dziur i zmuszają naukowców do przemyślenia, jak takie obiekty mogły rosnąć bez bliskich źródeł materiału. Istnieje możliwość, że galaktyki otaczające te kwazary są faktycznie ukryte za gęstymi chmurami pyłu, co czyni je niewidocznymi dla teleskopów o zwykłej czułości. Naukowcy mają nadzieję, że dodatkowe obserwacje, szczególnie z JWST, umożliwią głębsze wniknięcie przez ten kosmiczny welon pyłu [16].

Wiatry kwazarów: Siła zmieniająca galaktyki

Jedną z kluczowych cech kwazarów jest ich zdolność do produkcji „wiatrów kwazarowych”. Te wiatry są niezwykle silne, podróżując z prędkościami do 7,6 miliona kilometrów na godzinę, i mają moc wydobywania dużych ilości gazu i pyłu z galaktyki, co prowadzi do „głodu” na nową formację gwiazd. Wiatry kwazarowe pochodzące z obiektów takich jak J1007+2115 transportują materiał o masie równej masie 300 słońc rocznie. Te wiatry nie tylko zatrzymują wzrost supermasywnej czarnej dziury, ale także znacznie spowalniają powstawanie nowych gwiazd w galaktykach otaczających kwazara.

Z tego wynika pojęcie „martwych galaktyk” - galaktyki, które kiedyś były aktywne, ale teraz przestały tworzyć nowe gwiazdy z powodu braku niezbędnych zasobów. Galaktyka, która dziś otacza kwazara J1007+2115, jest prawdopodobnie takim przykładem; kiedyś była bogata w aktywność, ale wiatry kwazarowe znacznie wyczerpały jej materiał, co uniemożliwiło dalszy wzrost i formowanie nowych gwiazd [17].

Wczesne tworzenie czarnych dziur: Kolaps olbrzymich gwiazd

Inna teoria, która jest brana pod uwagę w celu wyjaśnienia, jak supermasywne czarne dziury mogły się tak szybko uformować po Wielkim Wybuchu, to bezpośredni kolaps masywnych gwiazd. Zgodnie z najnowszymi odkryciami pierwsze supermasywne czarne dziury prawdopodobnie powstały w wyniku kolapsu ogromnych gwiazd, które nie eksplodowały jako supernowe, ale zapadły się pod ciężarem własnej grawitacji w czarne dziury o średniej masie. Proces ten pozwolił na bardzo szybki wzrost tych obiektów, ponieważ natychmiast po kolapsie zaczęły one konsumować otaczający materiał i w ten sposób się powiększać.

Dodatkowo te wczesne gwiazdy formowały się w „mini-halo” materii i ciemnej materii, co umożliwiło im osiągnięcie mas tysiące razy większych niż nasze słońce. W przeciwieństwie do dzisiejszych pokoleń gwiazd, które są narażone na intensywne promieniowanie i fale uderzeniowe z sąsiednich supernowych, te wczesne gwiazdy nie były narażone na te czynniki, co umożliwiło powstawanie znacznie masywniejszych czarnych dziur.

Tworzenie gwiazd „od wewnątrz do zewnątrz”: Nowe wnioski z JWST

Ostatnie obserwacje JWST odkryły również nietypowy sposób tworzenia gwiazd w wczesnych galaktykach - „od wewnątrz do zewnątrz”. Badacze zauważyli, że w jednej wczesnej galaktyce, zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu, gwiazdy tworzą się najpierw w centrum, a następnie stopniowo ku brzegom. Ten wzór tworzenia gwiazd różni się od tego w dzisiejszych galaktykach, ale potwierdza teoretyczne modele, które przewidywały taką dynamikę.

Te obserwacje są kluczowe, ponieważ pozwalają astronomom „sprawdzić swoją pracę domową” - porównać rzeczywiste dane z teoretycznymi przewidywaniami i w ten sposób głębiej zrozumieć, jak galaktyki ewoluowały w pierwszych kilkuset milionach lat po Wielkim Wybuchu. Tworzenie gwiazd w tych wczesnych galaktykach prawdopodobnie przechodziło przez kilka faz, w tym akrecję gazu w kierunku centrum, co ostatecznie uformowało dzisiejsze jądra galaktyk.

Kontynuacja badań i przyszłość

Naukowcy planują dalsze obserwacje, aby zrozumieć, co dokładnie działo się we wczesnych fazach wszechświata i jak galaktyki ewoluowały w duże struktury, które widzimy dzisiaj. Z pomocą JWST planowane są dodatkowe badania dotyczące wiatrów kwazarowych i ich roli w formowaniu, ale także w niszczeniu galaktyk. Celem jest zrozumienie, w jaki sposób te kosmiczne olbrzymy przyczyniły się do ewolucji wszechświata, a także odkrycie, jak same supermasywne czarne dziury rozwijały się i rosły do ogromnych rozmiarów.