Csillaghalmazok vagy aktív fekete lyukak?
Két fő elmélet versenyez egymással. Az egyik szerint ezekben az apró vörös pöttyökben – a ma ismert poros galaxisokhoz hasonlóan – rengeteg csillag és por koncentrálódik, ezért tűnnek olyan sűrűnek és vörösnek. A másik viszont azt állítja, hogy ezek a galaxisok már korán aktív galaxismagot (AGN) rejtettek; vagyis hatalmas, gyorsan növekvő fekete lyukak működnek a belsejükben. Ez a kettősség alapvetően befolyásolja, hogyan képzeljük el a későbbi galaxisfejlődést.
Két elmélet, két lehetséges sors
Az első elmélet szerint az LRD-k intenzív csillagkeletkezésű, sűrű maggal rendelkező galaxisok, amelyek nagy tömegű központi területe magyarázza a kompakt méretet és az erős vörös színt. Ugyanakkor ezeknél a galaxisoknál megfigyelt hidrogén spektrumvonalak (Balmer-vonalak) jóval nagyobb sebesség-eloszlást mutatnak, mint amit korai galaxisoktól várnánk, ami hosszabb távon instabilitáshoz vezetne.
A fekete lyuk elmélet szerint viszont a széles hidrogén-emissziós vonalak arra utalnak, hogy ezeknek a galaxisoknak a közepén túlméretezett fekete lyukak találhatók. Ugyanakkor az LRD-k nem bocsátanak ki számottevő röntgensugárzást, ami szokatlan, mert a kvazároknál jellemző a röntgen-emisszió. Ráadásul a feltételezett fekete lyukak tömege túl nagy a galaxisuk méretéhez képest, ha a mai galaxisokat vesszük alapul.
Közös megoldás: fejlődési láncolat
Andres Escala és nemzetközi kutatócsoportja szintetizálta a fenti elméleteket: szerintük az LRD-k eredetileg csillaghalmaz-galaxisok, amelyek később szupermasszív fekete lyukat hoznak létre a központjukban. Ez a modell magyarázatot ad arra, hogy miért nem figyelhető még meg röntgensugárzás – ebben a fázisban ugyanis a fekete lyukak növekedése még csak kezdeti stádiumban jár. Különösen fontos hangsúlyozni, hogy az LRD-k a világegyetem életének csak egy rövid időszakában (a korai univerzum mintegy 10%-ában) figyelhetők meg, mivel később átalakulnak a ma is ismert galaxisokká és galaxis-összetevőkké.
A galaxisfejlődés kulcsfigurái
A csillaghalmaz eredetű LRD-k rendkívül sűrű belső régiói végül óhatatlanul instabillá válnak, és egy túlméretes fekete lyuk keletkezik a magjukban. A Webb űrteleszkóp megfigyelései alapján megállapítható, hogy az LRD-k valószínűleg a legkedvezőbb helyei a szupermasszív fekete lyukak kialakulásának. Akár csak csillagokból állnak, akár már fekete lyukat rejtenek, ezek az objektumok megkerülhetetlenek az univerzum szerkezetének és fejlődésének kutatásában.
