Badacze zwracają uwagę, że aby zrozumieć, skąd biorą się i jak rosną supermasywne czarne dziury, trzeba przyglądać się im jak najwcześniej — w realiach młodego kosmosu. Właśnie w tym ma pomóc Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, który będzie szukał sygnałów świadczących o aktywności czarnych dziur sprzed miliardów lat. Kluczową rolę odegra aparatura przystosowana do rejestrowania tzw. rozbłysków po rozerwaniu pływowym gwiazdy przez czarną dziurę (TDE) — zjawisk, które potrafią na krótko świecić jaśniej niż cała galaktyka, w której do nich dochodzi.
TDE są szczególnie cenne przy obserwacjach lżejszych czarnych dziur, których masy mieszczą się w przedziale od 100 tys. do 100 mln mas Słońca. W takich przypadkach gwiazda nie zostaje natychmiast pochłonięta: najpierw zostaje rozerwana przez siły pływowe, co wywołuje intensywny, jasny błysk utrzymujący się przez kilka tygodni, a potem stopniowe wygaszanie sygnału. Roman ma umożliwić wychwytywanie takich rozbłysków z odległości, które dotąd pozostawały poza zasięgiem obserwacji.
Naukowcy podkreślają, że zmiany częstości występowania TDE w czasie mogą być powiązane z tym, jak ewoluują galaktyki — m.in. z ich łączeniem oraz ze wzrostem zagęszczenia gwiazd w galaktycznych jądrach. Z analiz zespołu kierowanego przez Mitchella Karmena z Johns Hopkins University wynika, że Roman ma nie tylko rejestrować same rozbłyski, ale także pozwolić prześledzić, jak ich liczba zmieniała się na przestrzeni historii kosmosu. Szczególnie interesujący ma być okres nazywany "kosmicznym południem", czyli czas szczytowego tempa formowania gwiazd około 11–12 miliardów lat temu.
Milion satelitów na orbicie? To koniec badań wszechświata
Zespół szacuje, że teleskop będzie w stanie rejestrować do 100 zdarzeń TDE rocznie w odległym wszechświecie. Dla zestawienia: naziemne Obserwatorium Rubin, działające w świetle widzialnym, ma wykrywać od tysięcy do dziesiątek tysięcy takich przypadków rocznie, ale w znacznie bliższym otoczeniu kosmicznym. W efekcie astronomowie dostaną narzędzia do "mapowania" czarnych dziur w bardzo wczesnych epokach rozwoju wszechświata.
Według badaczy obserwacje TDE na wielkich odległościach mogą pomóc rozstrzygnąć jedną z kluczowych zagadek astronomii: jak powstają supermasywne czarne dziury. W materiale wskazywane są dwie wiodące koncepcje. Pierwsza zakłada scenariusz "oddolny", w którym obiekty te rosły przez zderzenia i łączenie się mniejszych, "lekkich" czarnych dziur — takich, które pojawiały się po wybuchach masywnych gwiazd. Druga hipoteza mówi o rzadszym procesie, ale dającym od razu większą masę: bezpośrednim zapadaniu się ogromnych obłoków gazu.
Roman ma prowadzić obserwacje w bliskiej podczerwieni, co ułatwi analizę światła, którego fala została "rozciągnięta" przez rozszerzający się wszechświat. Zebrane dane mają pomóc lepiej opisać znaczenie czarnych dziur w historii i ewolucji galaktyk, a także powiązania między tymi obiektami a procesami powstawania gwiazd oraz materii we wszechświecie.
