‘Little Red Dots’ duiken massaal op in beelden van de James Webb Space Telescope. Astronomen denken nu een verklaring te hebben gevonden voor deze oeroude objecten.
Wat zijn Little Red Dots?
De James Webb-ruimtetelescoop (JWST) heeft een populatie raadselachtige sterrenstelsels ontdekt, sindsdien bekend als “Little Red Dots” (LRD’s), met een zeer grote roodverschuiving. Hoe groter deze is, hoe sneller de sterrenstelsels van ons af bewegen, hoe groter de afstand en hoe verder terug in de tijd we kijken. Zo weten we dat deze objecten dateren van ongeveer 600 miljoen tot 1,6 miljard jaar na de oerknal.
Deze sterrenstelsels zijn uitzonderlijk compact, sommige met een straal van minder dan 150 lichtjaar. Ter vergelijking: de Melkweg is honderden keren groter in diameter. Ze vertonen ook een dieprode tint in infraroodwaarnemingen. Naast de kosmische roodverschuiving, kan dit ook door bijvoorbeeld verduistering door stofwolken worden veroorzaakt.
Geen actieve galactische kernen, maar wat dan wel?
Vlak na de ontdekking van deze Little Red Dots ontstond de hypothese, dat LRD’s actieve galactische kernen (AGN’s) zouden kunnen zijn, met in het centrum een superzwaar zwart gat. Dit, omdat spectroscopische analyses brede waterstofemissielijnen lieten zien en gassnelheden tot 1000 km/s. Ook voor kosmische begrippen is dit extreem snel, 0,3 procent van de lichtsnelheid.
We kennen maar één compact object wat dit kan veroorzaken: een zwart gat van miljoenen zonsmassa’s, ook wel bekend als Super Massive Black Hole, SMBH. Nu is er een probleempje. In hun doodsspiraal richting waarnemingshorizon zenden de sterk versnelde gasmoleculen sterke röntgen- en radiostraling uit. Deze vind je dan ook in AGN’s, zoals quasars. Echter: hiervan was er geen spoor. Er moet dus een andere verklaring zijn dan een ‘naakte’ AGN.
Little Red Dots lijken soort cocon
Nu lijkt er toch een verklaring te zijn voor de little red dot. Deze sterrenstelsels herbergen jonge, lichte SMBH’s, waar een dichte geïoniseerde gaswolk omheen hangt. Geïoniseerd gas, plasma, kennen we in het dagelijks leven onder meer als de vlammen van vuur. Vlammen, en dicht geïoniseerd gas in het algemeen, werpen schaduwen omdat vrij rondzwervende geladen deeltjes (zoals elektronen en ionen) bijna alle golflengtes absorberen.
Deze coconachtige omgeving verstrooit daardoor licht. Dit verbreedt ook emissielijnen en smoort de röntgen- en radiosignalen uit het centrale zwarte gat. En verklaart hiermee de waarnemingen. Een vroege fase van de groei van zwarte gaten, zo lijkt het, waarbij de SMBH’s materiaal aantrekken dat door de stralingsdruk bijna weggeduwd wordt.
En weer is er met de little red dot een puzzelstukje gevonden in het verklaren van de wordingsgeschiedenis van sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel.