Zbadaną galaktykę widzimy w stadium, w jakim była 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. W zakresach widzialnym i ultrafioletowym wydaje się całkiem normalna, jak inne galaktyki z takich czasów ewolucji Wszechświata. Jednak jej wygląd w promieniowaniu podczerwonym, zarejestrowany przez Teleskop Webba, przekształca się w zaskakujący sposób.

Okazuje się, że supermasywna czarna dziura w centrum tej galaktyki akreuje (pobiera) materię w niesamowitym tempie, a energia emitowana w tym procesie jest przesłaniana przez grubą warstwę pyłu (dlatego nie widać tego w zakresie optycznym i ultrafioletowym). Ustalono, iż masa czarnej dziury jest znacznie większa, niż przewidują modele dla galaktyki takiej jak Vrgil.

Stanowi to wyzwanie dla obecnych teorii na temat rozwoju supermasywnych czarnych dziur i galaktyk. Zanim w kosmos poleciał Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, uważano, że najpierw powstawały galaktyki, a potem wykształcały się czarne dziury w jądrach galaktyk. Następnie oba obiekty rosły w miarę równomiernie. Obserwacje z Teleskopu Webba pokazały, że niekoniecznie tak jest. Być może w wielu przypadkach to supermasywne czarne dziury powstały najpierw, a dopiero potem uformowały się galaktyki.

Galaktyka Virgil należy do tajemniczej klasy obiektów zwanych „małymi czerwonymi kropkami”. Ich światło zostało rozciągnięte przez ekspansję przestrzeni pomiędzy nami a daną galaktyką, przesuwając się w stronę czerwieni (dłuższych fal). Małe czerwone kropki to zwarte, bardzo czerwone źródła obserwowane przez Teleskop Webba. Widoczne są w dużej liczbie około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, a praktycznie znikają 1,5 miliarda lat później. Hipotezy próbujące to wyjaśnić są różnorodne, od kwestii powstawania gwiazd, po egzotyczną fizykę, jak anihilacja materii i antymaterii. Virgil to najbardziej czerwony obiekt wśród wszystkich małych czerwonych kropek.

„Virgil ma dwie osobowości. W zakresie ultrafioletowym i optycznym pokazuje swoją łagodną stronę – typowej młodej galaktyki cicho formującej gwiazdy. Ale gdy dodamy dane z instrumentu MIRI, przekształca się w gospodarza mocno przesłoniętej supermasywnej czarnej dziury, generującej olbrzymie ilości energii” - skomentował George Rieke z Uniwersytetu Arizony w Tucson (USA), współautor badań.

Ma to duże konsekwencje dla badań dalekich obiektów. Być może astronomowie nieumyślnie omijają ukrytą populację czarnych dziur zasłoniętych przez pył. Obiekty te mogą pełnić ważną rolę w ewolucji Wszechświata, być może nawet wnosząc istotny wkład w powtórną jonizację Wszechświata około 100-200 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Być może potrzeba wykonywać więcej dłuższych obserwacji w zakresach podczerwieni, które okrywa instrument MIRI na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, aby rozpoznać populację obiektów o cechach takich, jak galaktyka Virgil.

Badania opisano w artykule, który ukazał się w „The Astrophysical Journal”. Pierwszym autorem pracy jest Pierluigi Rinaldi z Uniwersytetu Arizony w Tucson (USA).

cza/ bar/