JWST odkrył pierwszą „gwiazdę z czarną dziurą”. To może wyjaśnić tajemnicze „małe czerwone kropki” we wszechświecie

Przez dekady astronomowie głowili się, jak supermasywne czarne dziury – obiekty o masach milionów lub miliardów mas Słońca – mogły urosnąć tak szybko w młodym wszechświecie. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) właśnie dostarczył kluczowej wskazówki: zupełnie nowej klasy obiektu, który zaciera granicę między gwiazdą a czarną dziurą.

Opublikowane w sierpniu 2026 roku w czasopiśmie Nature odkrycie obiektu oznaczonego jako MoM-BH-1* stanowi pierwsze potwierdzenie istnienia tzw. „gwiazdy z czarną dziurą” (ang. black hole star), egzotycznej hybrydy wcześniej opisanej jedynie w teoriach . Odkrycie to może jednocześnie rozwiązać zagadkę, która dręczyła astronomów od czasu, gdy JWST zaczął przesyłać pierwsze zdjęcia głębokiego nieba: naturę tajemniczych „małych czerwonych kropek” (ang. little red dots).

Czym dokładnie jest „gwiazda z czarną dziurą”?

„Gwiazda z czarną dziurą” nie jest gwiazdą w tradycyjnym rozumieniu. To supermasywna czarna dziura – obiekt o masie około 100 000 razy większej od masy naszego Słońca – całkowicie owinięta niezwykle gęstą, burzliwą powłoką niemal czystego wodoru i helu . Ten gazowy kokon jest tak gęsty, że cała struktura rozszerza się do rozmiarów naszego Układu Słonecznego, świecąc intensywnym czerwonym światłem, przez co przypomina gigantyczną gwiazdę .

Co kluczowe, energia tego obiektu nie pochodzi z syntezy jądrowej, procesu zasilającego zwykłe gwiazdy. Zamiast tego, centralna czarna dziura aktywnie akreuje, czyli pochłania materię. Gdy gaz wpada do czarnej dziury, nagrzewa się, a to ogromne ciepło promieniuje przez wodorowy kokon, sprawiając, że cała struktura świeci . Efektem jest obiekt wytwarzający około 100 miliardów razy więcej energii niż typowa gwiazda – daleko poza granicami możliwości syntezy jądrowej .

Kluczowe cechy MoM-BH*-1

Astronomowie precyzyjnie zmierzyli kilka definiujących cech tego nowego obiektu:

• Rozmiar: Jego wodorowa powłoka ma średnicę mniej więcej równą średnicy naszego Układu Słonecznego .
• Masa: Centralna czarna dziura waży około 100 000 mas Słońca, a całkowita masa obiektu wynosi około 10⁶·³ mas Słońca .
• Jasność: Emituje około 100 miliardów razy więcej energii niż normalna gwiazda .
• Skład: Otaczający gaz to prawie czysty wodór i hel, praktycznie bez wykrywalnych „metali” (pierwiastków cięższych od wodoru i helu) . Jego widmo wykazuje niezwykle głębokie załamanie Balmera, charakterystykę niespotykaną w zwykłych atmosferach gwiazdowych .
• Źródło energii: Niewyobrażalna jasność pochodzi od aktywnie akreującej centralnej czarnej dziury, a nie z syntezy jądrowej .
• Odległość i wiek: MoM-BH*-1 widziany jest tak, jak wyglądał zaledwie 660 milionów lat po Wielkim Wybuchu, przy przesunięciu ku czerwieni około 7,76. Oznacza to, że znajduje się około 13,1 miliarda lat świetlnych od Ziemi .

Obiekt został odkryty w ramach przeglądu JWST o nazwie „Mirage or Miracle” (MoM), który pierwotnie miał na celu polowanie na najstarsze galaktyki we wszechświecie . Zespół kierowany przez astronoma z MIT, Rohana Naidu, natknął się na niego podczas analizy zdjęć głębokiego nieba JWST .

Rozwiązanie zagadki „małych czerwonych kropek”

Od początku swojej misji naukowej JWST wielokrotnie znajdował na zdjęciach wczesnego wszechświata osobliwe, słabe, zwarte i bardzo czerwone obiekty. Astronomowie nazwali je „małymi czerwonymi kropkami”, a ich prawdziwa natura była przedmiotem intensywnej debaty .

Odkrycie MoM-BH*-1 dostarcza potężnej wskazówki. Obiekt ten jest tym, co badacze nazywają „nagą” gwiazdą z czarną dziurą. Jego światło pochodzi prawie wyłącznie z zasilanej czarną dziurą powłoki gazowej, z znikomym udziałem macierzystej galaktyki .

Co istotne, MoM-BH*-1 znajduje się w pobliżu galaktyki towarzyszącej. Symulacje komputerowe pokazują, że po połączeniu się gwiazdy z czarną dziurą z tą galaktyką – co według prognoz nastąpi około 100 milionów lat po obserwowanej epoce – jej widmo będzie ściśle odpowiadać widmom „małych czerwonych kropek” widzianych wewnątrz innych galaktyk .

To silnie sugeruje, że wiele „małych czerwonych kropek” to gwiazdy z czarną dziurą w trakcie łączenia się z galaktykami macierzystymi . Są one zasadniczo centralnymi silnikami nowo narodzonych kwazarów, ukrytymi we wnętrznościach swoich galaktyk podczas kosmicznych zderzeń.

Ten model wyjaśnia również, dlaczego „małe czerwone kropki” wydają się tak zwarte i czerwone. Gęsty wodorowy kokon otaczający czarną dziurę skutecznie blokuje światło o krótkich falach (niebieskie), przepuszczając jednocześnie światło o dłuższych falach (czerwone), co nadaje im charakterystyczny czerwony kolor bez potrzeby dużych ilości pyłu międzygwiazdowego, co było inną wiodącą hipotezą .

Co to oznacza dla zrozumienia wczesnego wszechświata

Odkrycie MoM-BH*-1 robi więcej niż tylko rozwiązanie pojedynczej zagadki. Dostarcza wiarygodnego mechanizmu wyjaśniającego, jak supermasywne czarne dziury mogły urosnąć do ogromnych rozmiarów w stosunkowo krótkim czasie dostępnym we wczesnym wszechświecie . Pochłaniając materię w szalonym tempie w swoim gęstym gazowym kokonie, gwiazda z czarną dziurą reprezentuje fazę szybkiego wzrostu czarnych dziur, krok na drodze do gigantów o masie miliardów mas Słońca widzianych w jeszcze wcześniejszych epokach kosmicznych.

Obiekt, opisany w badaniu współautorstwa naukowców z Institute of Science and Technology Austria (ISTA) i innych międzynarodowych zespołów, jest teraz przedmiotem intensywnych badań uzupełniających . Na razie MoM-BH*-1 pozostaje znaleziskiem „jednym na miliard” – rzadkim wglądem w wcześniej niewidoczny etap ewolucji kosmicznej i bezpośrednim łącznikiem między teoretyczną hybrydą gwiazdy i czarnej dziury a uporczywymi czerwonymi kropkami, które zdobią najsłynniejsze zdjęcia JWST.