Телескоп Уэбба обнаружил нечто невероятное: маленькие красные точки меняют наше понимание Вселенной

Газовые шары как звёзды: красные точки во Вселенной указывают на эволюцию галактик

В 2022 году космический телескоп "Джеймс Уэбб", принадлежащий NASA, приступил к исследованию отдаленных уголков Вселенной, обнаружив множество крошечных красных точек, сигнализирующих о ярком свечении объектов, существовавших на заре мироздания.

Фото: Freepik by Designed by Freepik

Звездное пространство

Первоначально ученые предполагали, что это могут быть ранние, необычайно компактные галактики, однако дальнейшие наблюдения опровергли эту гипотезу. Как сообщает Science, размеры и яркость этих точек не соответствуют масштабам массивных галактик, формирующихся в ранней Вселенной.

Тем не менее, недавние исследования указывают на то, что эти объекты представляют собой совершенно новый класс: яркие, раскаленные газовые шары, превосходящие по размеру Солнечную систему. Их энергия исходит не от термоядерного синтеза, а от черной дыры в центре.

По словам Дженни Грин, астрофизика из Принстонского университета, ученые близки к разгадке их природы. Эти объекты, иногда называемые "черными дырами-звездами", могут являться недостающим звеном в эволюции галактик и пролить свет на быстрый рост массивных черных дыр в их ядрах.

Исследовательские группы выдвинули новую гипотезу: маленькая красная точка представляет собой плотный газовый кокон, подобный звездной атмосфере, окружающий активную черную дыру. Излучение этого кокона нагревает и поддерживает газовую оболочку, настолько плотную, что она поглощает ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Грин утверждает, что непрозрачность газа делает его излучение похожим на звездное.

Митч Бегельман, астрофизик-теоретик из Университета Колорадо в Боулдере, считает эти наблюдения подтверждением созданной им теории. Ранее Бегельман и его коллега опубликовали статью, в которой изложили сценарий формирования звездоподобных объектов, который они разработали два десятилетия назад.

Они предположили, что первые звезды могли достигать огромных размеров в ранней Вселенной, состоя почти исключительно из водорода. Когда такая звезда исчерпывала запасы водорода, ее ядро коллапсировало в черную дыру, но внешняя оболочка оставалась настолько плотной, что переживала взрыв и окружала новообразовавшуюся черную дыру.

Еще одна группа исследователей проанализировала изображения, полученные с помощью множества телескопов, и обнаружила 341 маленькую красную точку. Оказалось, что 80% из них окружены газом и пылью, вращающимися со скоростью более 1000 километров в секунду. Такая скорость указывает на наличие черной дыры в центре, что подтверждает гипотезу об активных галактических ядрах.

Эти объекты составляют от одной пятой до одной десятой части галактик в ранней Вселенной, что позволило ученым предположить о существовании недостающего звена в исследовании эволюции галактик.

Исследователи подсчитали, что масса черных дыр в маленьких красных точках составляет от 10 до 50 процентов общей массы объекта. Это значительно больше, чем в случаях, когда черная дыра составляет всего 0,1 процента массы галактики. Специалисты изучают, является ли эта фаза неотъемлемой частью эволюции галактик.

Анна де Граафф из Института астрономии Общества Макса Планка предполагает, что это может быть ранее неизвестная фаза роста черных дыр. Дженни Грин добавила, что даже Млечный Путь мог возникнуть из подобной маленькой красной точки.

Это открытие углубляет наше понимание ранней Вселенной и поддерживает теорию, согласно которой черные дыры образуются не только при коллапсе звезды, а могут начинать с массы, в 100 000 раз превышающей массу Солнца.

Уточнения

Гала́ктика (др.-греч. γᾰλαξίας «Млечный Путь» от др.-греч. γάλα, γάλακτος «молоко») — гравитационно связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс.