Тайна красных точек ранней Вселенной: атмосферы «звёзд-черных дыр» или новые галактики?
Художественное изображение «звезды-черной дыры» (масштаб не соблюдён). Загадочные красные точки, обнаруженные на заре Вселенной, могут быть гигантскими сферами горячего газа, настолько плотными, что они напоминают атмосферы обычных звёзд, где вместо термоядерных реакций энергию вырабатывают сверхмассивные черные дыры в их центрах. Автор: T. Müller/A. de Graaff/Институт астрономии Макса Планка.
Крошечные красные объекты, обнаруженные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), открывают учёным новые горизонты в понимании формирования галактик. Эти загадочные структуры, возможно, принадлежат к ранее неизвестному классу космических объектов — гигантским чёрным дырам, поглощающим вещество и излучающим свет.
Анализируя первые данные JWST за 2022 год, международная команда учёных, включая исследователей из Университета Пенсильвании, обнаружила странные «маленькие красные точки». Первоначально их сочли зрелыми галактиками, сравнимыми с Млечным Путём (возраст — около 13,6 млрд лет), существовавшими всего через 500–700 млн лет после Большого Взрыва. Получив неофициальное прозвище «разрушители вселенной», эти объекты поставили под сомнение современные модели эволюции галактик.
Однако в новой статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, учёные выдвинули интригующую гипотезу: точки могут быть не галактиками, а «звёздами-черными дырами» — гигантскими шарами горячего газа, где в центре вместо термоядерных реакций работает сверхмассивная чёрная дыра, поглощающая вещество и преобразующая его в энергию.
«Мы изучали эти точки до тех пор, пока не наткнулись на объект с такой плотной атмосферой, что её невозможно объяснить скоплением обычных звёзд, — говорит Джоэл Лежа, соавтор исследования из Университета Пенсильвании. — Вместо галактики с миллиардами светил это, по сути, одна гигантская “холодная” звезда».
Холодные звёзды излучают мало света, но JWST, способный фиксировать инфракрасный спектр, позволил разглядеть их в ранней Вселенной. Учёных удивило, что газ вокруг чёрных дыр в «точках» оказался аномально холодным, что характерно для атмосфер маломассивных звёзд, а не для аккреционных дисков.
Спектральный анализ объекта, получившего название «Скала» (The Cliff), показал, что это сверхмассивная чёрная дыра, окружённая плотным водородным коконом. Её свет шёл до Земли 11,9 млрд лет, а яркость указывала на колоссальную скорость поглощения вещества. Это открытие может объяснить, как чёрные дыры в центрах современных галактик достигли таких размеров за короткое по космическим меркам время.
«Никто не знает, откуда берутся сверхмассивные чёрные дыры. Возможно, эти объекты — их “детская” стадия», — отмечает Лежа. Планируются дополнительные наблюдения для проверки гипотезы, включая изучение плотности газа и динамики «звёзд-черных дыр».
Открытие ставит новые вопросы. Например, как такие объекты влияют на формирование первых галактик? Могли ли они служить «зародышами» для современных сверхмассивных чёрных дыр? Учёные также предполагают, что подобные структуры могут быть источниками высокоэнергетических космических лучей, что требует пересмотра моделей ранней Вселенной.
«Вселенная продолжает удивлять нас, — заключает Лежа. — Мы должны следовать за её подсказками, даже если они ведут в неизвестное».
Открытие «звёзд-черных дыр» может революционизировать представления о ранних этапах космоса. Если гипотеза подтвердится, астрофизикам придётся пересмотреть механизмы роста сверхмассивных чёрных дыр, которые, согласно текущим теориям, не успели бы достичь наблюдаемых размеров за первые миллиарды лет Вселенной. Кроме того, подобные объекты могут быть «фабриками» тяжёлых элементов, формирующихся в экстремальных условиях аккреции.
Учёные также планируют исследовать связь между «красными точками» и реликтовым излучением, чтобы понять, как их энергия влияла на реионизацию межгалактического газа. Ответы на эти вопросы помогут собрать мозаику эволюции космоса, от первых секунд после Большого Взрыва до образования привычных нам галактик.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
