James Webb -avaruusteleskoopin mielenkiintoisimpia löytöjä ovat kompaktit kohteet, jotka on nimetty ”pieniksi punaisiksi pisteiksi”. Niitä on nähty vain kaukaisimmissa kolkissa maailmankaikkeutta. Suurin osa niistä syntyi ensimmäisen miljardin vuoden aikana alkuräjähdyksen jälkeen, ja tutkijat olettivat, että nämä lähteet ovat pieniä kompakteja galakseja. Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä kuitenkin tuli toiseen johtopäätökseen. He olettivat, että ”pienet punaiset pisteet” ovat itse asiassa mustia aukkoja, joita ympäröi massiivinen kaasukuori.
James Webb -avaruusteleskoopin laukaisun jälkeen vuonna 2021 astronomit saivat mahdollisuuden kurkistaa universumin historian varhaisimpaan aikakauteen – ensimmäiseen miljardiin vuoteen sen syntymän jälkeen. Juuri silloin havaittiin outoja kohteita, jotka poikkesivat selvästi tavanomaisesta kuvasta. Ne näyttivät erittäin kompakteilta, kirkkailta ja samalla punaisilta valonlähteiltä. Nykyisessä maailmankaikkeudessa ei ole mitään vastaavaa lähellä meitä.
Kohteet saivat epävirallisen nimen ”pienet punaiset pisteet” (Little Red Dots). Ensimmäiset yritykset selittää niiden luonne johtivat kahteen versioon. Jotkut tutkijat olettivat, että kyseessä olivat supermassiiviset mustat aukot, joita ympäröivät tiheät pölypilvet. Toiset pitivät niitä galakseina, joissa oli poikkeuksellisen suuri tähtien tiheys. Teleskoopin havaitsema säteilyn spektri ei kuitenkaan sopinut kumpaakaan hypoteesia.
Kun James Webb -teleskooppi katsoi näitä ”pieniä punaisia pisteitä”, se näki paitsi kirkkauden myös sen, miten valo oli jakautunut. Se rekisteröi ulkokuoren (säteilevän kaasupallon pinnan) säteilyn. Tutkijat vertaavat tätä kohteen ”sormenjälkeen”.
Tähtien ”sormenjälki” on hyvin tasainen. Tähti loistaa kuin yksi yhtenäinen kuuma pallo – sillä on pinta, ja valo säteilee lähes tasaisesti eri aallonpituuksilla. Siksi spektri näyttää tasaiselta, ilman jyrkkiä piikkejä.
Galaksien kohdalla tilanne on toinen. Galaksi on eräänlainen ”sekoitus” tähtiä, kaasupilviä, pölyä ja usein mustaa aukkoa keskellä. Jokainen näistä komponenteista loistaa omalla tavallaan. Tuloksena spektri on epätasainen, ja siinä on useita piikkejä ja notkoja.
Analysoituaan ”pienten punaisten pisteiden” säteilyn spektrin tutkijat huomasivat, että se on liian ”siisti”: ikään kuin teleskooppi katsoisi yhtä valtavaa tähteä eikä monimutkaista järjestelmää, joka koostuu miljardeista kohteista.
Siksi ”pienet punaiset pisteet” nousivat nopeasti yhdeksi James Webbin aikakauden suurimmista mysteereistä – ensimmäiseksi suureksi poikkeamaksi, joka osoitti, että varhainen maailmankaikkeus saattoi olla rakennettu aivan eri tavalla kuin asiantuntijat olivat odottaneet.
Vuoden 2025 alussa kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä, jota johti Anna de Graaff Harvardin yliopistosta Yhdysvalloista, esitti vaihtoehtoisen hypoteesin. Tutkijat olettivat, että ”pienet punaiset pisteet” eivät ole galakseja tai tavallisia mustia aukkoja, vaan jättimäisiä kaasupalloja, joiden sisällä piilee aktiivisesti kasvava musta aukko, niin kutsuttu kvazitähti.
Niiden loistamisen mekanismi on erilainen kuin tavallisilla tähdillä. Toisin kuin tavalliset tähdet, jotka saavat energiansa ydinsynteesistä ytimissään, kvasitähtien energia tulee oletettavasti mustan aukon sisään putoavasta materiaalista. Toisin sanoen aine valtavasta kaasukuoresta putoaa keskellä olevaan mustaan aukkoon, ja tässä prosessissa vapautuu valtava määrä energiaa.
Tämä energia kuumentaa ympäröivän kaasun, jolloin koko ”pallo” alkaa loistaa: kokonaisvalovoima voi olla miljardeja kertoja suurempi kuin auringon. Tuloksena on objekti, joka ulkonäöltään muistuttaa tähteä, mutta toimii täysin erilaisella ”energiatehtaalla”.
Nyt, analysoituaan tähän mennessä suurimman otoksen yli sadasta ”pienestä punaisesta pisteestä”, de Graafin tiimi on tullut siihen tulokseen, että kvazitähtimalli selittää parhaiten nämä kohteet.
Astronomit tutkivat, miten ”pienten punaisten pisteiden” valon kirkkaus muuttuu eri taajuuksilla, ja huomasivat, että niiden säteilyn spektri vastaa lähes täydellisesti niin sanotun täysin mustan kappaleen säteilyä — kuvitteellista ideaalista pintaa, joka kykenee absorboimaan siihen kohdistuvan sähkömagneettisen säteilyn kokonaan ja samalla emittoimaan minkä tahansa taajuuden säteilyä. Kyse on spektrin jakautumisen muodosta (spektrin energiatiheydestä), ei siitä, että kohteet olisivat fyysisesti täydellisiä mustia kappaleita.
Toisin sanoen, ”pienten punaisten pisteiden” säteilyn spektri on samanlainen kuin tähden säteilyn spektri ja eroaa galaksien ”huippuspektreistä”, joissa valo säteilee useista erillisistä lähteistä.
Syyskuussa 2025 de Graaf ja hänen kollegansa löysivät kohteen ”pienten punaisten pisteiden” ryhmästä, joka erottui erityisen jyrkällä säteilyn huipulla tietyllä taajuudella, jota ei voitu selittää millään tavalla tavallisilla galaksimallilla tai mustien aukkojen malleilla. Kyseessä on lähde RUBIES-UDS-154183. Tämä tapaus oli jälleen yksi argumentti uuden hypoteesin puolesta.
Vaikein kysymys on kuitenkin, miten lopullisesti todistaa, että näiden loistavien pallojen keskellä todella piilee musta aukko? Tutkijat eivät suoraan havainnoi itse kvasitähtiä eivätkä näe, mitä sen sisällä tapahtuu. Kohteen keskusta on peitetty erittäin tiheällä kaasukalvolla, joka on läpäisemätön näkyvälle valolle.
Tärkein argumentti on valtava kirkkaus, jota on vaikea selittää ilman mustaa aukkoa. Kohde imee ainetta ja tässä prosessissa vapautuu valtava määrä energiaa, joka lämmittää ympäröivää kaasua. Tämän seurauksena kaasukuori lämpenee ja alkaa loistaa kuin valtava pallo.
Yksi tapa vahvistaa kohteen luonne on tutkia, miten sen kirkkaus muuttuu ajan myötä. Aktiivisesti ravintoa saavat mustat aukot ”välkkyvät” usein – niiden kirkkaus voi muuttua kuukausien tai jopa päivien aikana. Mutta ”pienissä punaisissa pisteissä” tällaisia nopeita kirkkauden vaihteluita ei yleensä havaita. Tällä hetkellä tutkimuksen tekijällä on liian vähän aikaa havainnoida James Webb -teleskoopilla, jotta pitkän aikavälin muutoksia voitaisiin seurata.
Tässä tapauksessa astronomeja auttoi Einsteinin suhteellisuusteorian ennustama ilmiö – gravitaatiolinssiefekti. Harvardin yliopiston Fengwu Sunin johtama tutkimusryhmä löysi yhden ”punaisista pisteistä”, jonka valo oli matkalla Maahan taipunut ja vahvistunut massiivisen galaksin painovoiman vaikutuksesta, joka sattui olemaan havaintolinjalla. Tämä gravitaatiolinssi auttoi luomaan neljä erillistä kuvaa samasta kohteesta. Koska valo kulki planeetallemme eri reittejä pitkin, tutkijat saivat neljä ”kuvaa” kirkkaudesta eri ajankohtina.
Nämä tiedot osoittivat kirkkauden muutoksia, jotka muistuttivat tähtien sykäyksiä, mutta joiden vaihteluväli oli paljon suurempi. Tämä tulos on jälleen yhdenmukainen kvazitähtien mallin kanssa.
Jotkut asiantuntijat ovat kuitenkin varoittaneet, että de Graafin tiimin tutkimustuloksia on syytä tulkita varovaisesti. Asiantuntijoiden mukaan kirkkauden vaihtelut voidaan selittää myös muilla syillä, eikä tietoja ole vielä riittävästi lopullisen johtopäätöksen tekemiseksi.
