Международная команда ученых исследовала «маленькие красные точки», обнаруженные космическим телескопом James Webb (JWST) в 2022 году. Самые древние из подобных объектов появились в ранней Вселенной примерно через 500–700 миллионов лет после Большого взрыва. Ученые предположили, что «красные точки» — это не обычные галактики, а особые «звезды-черные дыры» — огромные сферы горячего газа, образующиеся за счет энергии сверхмассивных черных дыр в своих центрах. Исследование помогает лучше понять, как быстро росли первые сверхмассивные черные дыры во Вселенной. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
В 2022 году космический телескоп James Webb впервые заметил маленькие ярко-красные объекты, которые появились примерно через 500–700 миллионов лет после Большого взрыва. Сначала исследователи считали, что это очень старые галактики. Но эти «красные точки» казались слишком яркими и плотными, чтобы быть обычными галактиками. Затем ученые предположили, что в них может идти очень активное звездообразование. Однако точно понять природу этих объектов было сложно из-за их удаленности от Земли.
Теперь ученые использовали данные космического телескопа James Webb (JWST) для исследования этих загадочных «маленьких красных точек». Они зарегистрировали спектры почти 4,5 тысяч далеких объектов, потратив на это около 60 часов наблюдений телескопа. Эти данные помогли определить, какой свет излучают объекты на разных длинах волн, что дало возможность узнать о составе и физических процессах внутри них.
Команда уделила особое внимание объекту The Cliff, который оказался самым массивным и ярким из наблюдаемых. Он на расстоянии примерно 11,9 миллиардов световых лет от Земли. Спектр The Cliff показал сильный балмеровский скачок — резкое изменение интенсивности света в диапазоне около 3646 мкм. Это обычно говорит о большом количестве ионизованного водорода, что характерно для молодых звезд или активных областей. Также в спектре наблюдались широкие линии водорода и гелия с шириной около 1500 км/с, указывающие на быстро движущийся горячий газ вокруг объекта. При этом практически отсутствовали спектральные линии металлов — элементов тяжелее гелия, что говорит о высокой плотности газа.
Такие особенности спектра трудно объяснить наличием старых звезд в галактике, даже с учетом пылевого поглощения или необычной начальной массы звезд. Это может указывать на другую природу и состав испускаемого света.
Исследователи предложили новую модель, согласно которой подобные объекты — не галактики, наполненные звездами, а гигантские сферы горячего газа, обладающие высокой плотностью и сходные по свойствам с атмосферой звезды. В этих «звездах» вместо ядерного синтеза источником энергии служит сверхмассивная черная дыра в центре, которая быстро поглощает окружающую материю, преобразуя ее в энергию и испуская свет. Эта модель объясняет низкую температуру излучения и красный цвет сигналов, что ранее вызывало у ученых затруднения.
«Никто до конца не понимал, откуда берутся эти гигантские черные дыры в центре галактик. Эти звезды-черные дыры могут быть первой фазой формирования черных дыр, которые мы видим в галактиках сегодня, — сверхмассивных черных дыр на ранней стадии развития», — отметил Джоэл Лея из Университета штата Пенсильвания.
Авторы отмечают, что эти новые объекты могут помочь объяснить раннюю эволюцию Вселенной и помочь дополнить существующие модели. Команда планирует в будущем проверить эту гипотезу, изучив плотность газа и силу притяжения этих ранних звездных объектов — черных дыр.
«Это лучшая из наших идей и, по сути, первая, которая согласуется почти со всеми данными, так что теперь нам нужно доработать ее. Это нормально — ошибаться. Вселенная гораздо удивительнее, чем мы можем себе представить, и все, что мы можем сделать, — это следовать ее подсказкам. Нас еще ждут большие сюрпризы», — подытожил Джоэл Лея.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
