Na slici svemirskog teleskopa James Webb MoM-BH*-1 je jedva nešto više od crvene točke. Njegov spektar, međutim, ne izgleda kao obična zvijezda ili galaksija. 

Objekt je postojao samo oko 660 milijuna godina nakon Velikog praska i zrači kao oko 100 milijardi Sunca, ali tim koji ga proučava tvrdi kako nuklearna fuzija nije izvor energije. Predloženi motor je rastuća crna rupa zakopana unutar iznimno guste plinske čahure. 

Zračenje koje se oslobađa dok se materija spiralno kreće prema crnoj rupi zagrijava se i filtrira kroz tu ovojnicu, dajući cijelom objektu atmosferu nalik zvijezdi. Astronomi konfiguraciju nazivaju "zvijezda crna rupa", ali naziv opisuje njezin izgled i radijativnu fiziku, a ne zvijezdu s konvencionalnom jezgrom koja gori fuzijom.

MoM-BH*-1 identificiran je u ekstragalaktičkom polju PRIMER i odabran za spektroskopsko praćenje putem Webbovog programa Mirage ili Miracle. Isticao se kao najcrveniji izvor u području koje pokriva otprilike 250 kvadratnih lučnih minuta.

Webbov NIRCam otkrio ga je u filtrima F356W i F444W, dok se činilo kako nestaje na valnim duljinama kraćim od oko dva mikrometra. Snimio je točkasti izvor svjetlosti s neobičnim nizom boja.

Odlučujući dokazi

NIRSpec je tada pružio odlučujuće dokaze. Nekoliko značajki fiksiralo je njegov crveni pomak na 7,7569, što odgovara svemiru starom oko 660 milijuna godina prema standardnom kozmološkom modelu. Spektar prizme od 4,5 sata i neovisni spektar više rezolucije pokazali su kako crvena boja dolazi od velike promjene svjetline preko Balmerove granice.

Objekt je također pokazao široku, višestruku emisiju vodika-beta sa širinom od oko 3036 kilometara u sekundi, plus apsorpciju u vodiku-beta i vodiku-gama. Uzak duplet kisika usidrio je crveni pomak. Kombinacija široke emisije, duboke apsorpcije i ekstremnog loma dala je istraživačima više nego neobičnu boju. Pružao je niz fizičkih ograničenja koje je uspješan model morao reproducirati.

Istraživači su testirali blizu milijun modela prijenosa zračenja. Njihovo preferirano rješenje stavlja aktivnu galaktičku jezgru unutar plina siromašnog metalima s gustoćom vodika od oko 1011 čestica po kubnom centimetru i gustoćom stupca od blizu 1025,8 čestica po kvadratnom centimetru. Turbulentno gibanje oko 500 kilometara u sekundi pomaže proširiti apsorpciju.

Omotnica u modelu je gotovo bez prašine. Sam vodik blokira i ponovno obrađuje zračenje kratke valne duljine, stvarajući strmu Balmerovu granicu. To se razlikuje od objašnjenja u kojima obična prašina zacrveni poznati spektar kvazara. Otkriće je u skladu sa širim radom koji sugerira kako su mnoge male crvene točkice mlade crne rupe unutar gustih ioniziranih čahura.

Puno je teže odrediti kolika je masa ove crne rupe. Ovisno o tome koje se pretpostavke primjenjuju na nepoznato okruženje za formiranje linija, procjene uglavnom padaju oko milijun do deset milijuna solarnih masa.

Webb također nije izravno vidio crnu rupu. Ovako udaljeni horizont događaja daleko je izvan moći razlučivosti teleskopa, a gusti plin bi trebao sakriti najdublji tok akrecije. Dokazi su spektralni: središnji izvor visoke energije plus plin ekstremne gustoće i neprozirnosti reproducira svjetlost koja je pobjegla. 

Male crvene točkice

Male crvene točkice pojavile su se u velikom broju nakon što je Webb počeo istraživati prve dvije milijarde godina kozmičke povijesti. Kompaktne su i crvene u vidljivom svjetlu mirovanja, često posjeduju široke vodikove linije povezane s crnim rupama koje se nakupljaju, ali imaju tendenciju biti slabi u X-zrakama. 

MoM-BH*-1 posebno je vrijedan jer se čini kako gotovo sva njegova promatrana svjetlost dolazi od komponente crne rupe-zvijezde, a ne od svijetlog domaćina. Objekt se nalazi u blizini mlade galaksije na istom crvenom pomaku, ali su dvije različite. 

Dodavanjem svjetlosti galaksije domaćina MoM-BH*-1 spektru, tim bi mogao reproducirati mješoviti izgled poznatijih malih crvenih točkica. Izvor nižeg crvenog pomaka pod nadimkom "Litica" neovisno je pokazao sličan ekstremni prekid koji su istraživači pripisali apsorpciji u gustom plinu, a ne starim zvijezdama.

Dokazi odgovaraju zvijezdi crne rupe, ali to ne čini unutarnju geometriju jedinstveno dokazanom. Autori svoj model eksplicitno opisuju kao pojednostavljen. 

Pretpostavljeni akrecijski spektar, oblik plina, turbulencija i prijenos energije mogu se međusobno mijenjati, dok je probna varijabilnost mjerena različitim instrumentima. Praćenje budućeg vremena, dublji spektri i promatranja dužih valnih duljina mogu testirati mijenja li se izvor poput aktivne crne rupe i ponaša li se njezina čahura kako je predviđeno.

Ako tumačenje vrijedi, objekt bi mogao uhvatiti kratku fazu u kojoj se mlada crna rupa hrani brže nego što bi normalni tlak zračenja trebao dopustiti. Dovoljno neprozirna ovojnica može uhvatiti ili redistribuirati akrecijsku energiju, smanjujući silu prema van koja bi inače izbacila gorivo. 

Crna rupa bi tada mogla brzo rasti prije nego što se čahura stanji, otkrivajući konvencionalniju aktivnu galaktičku jezgru ili kvazar. To bi riješilo jedan od najtežih problema vremenskog određivanja vremena u astronomiji ranog svemira.