Астрономы с помощью телескопа им. «Джеймса Уэбба» обнаружили новый класс черных дыр, настолько быстро увеличивающих массу, что плотный ореол газа вокруг них сияет подобно звезде.
Обнаружение подобных черных дыр может дать ответ на вопрос о природе загадочных «крошечных красных точек», впервые замеченных «Джеймсом Уэббом» в 2022 году. Сначала астрономы считали, что «крошечные красные точки» представляют собой массивные галактики, образованные еще на заре Вселенной. Позже загадочные объекты начали связывать с активными сверхмассивными черными дырами.
Однако до конца пока не ясно, представляют ли эти точки экзотические космические объекты, или же просто этап эволюции галактик и черных дыр. После их обнаружения астрономы назвали эти точки «разрушителями Вселенной», поскольку они казались слишком старыми для существования в первые несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Поэтому астрономы вышли за рамки стандартных типов известных объектов, чтобы найти объяснение тому, что они могут представлять собой.
«Одно из предположений заключается в том, что «Маленькие Красные Точки» — это чрезвычайно массивные и компактные галактики с интенсивным звездообразованием, что приводит к очень высокой плотности звезд в их ядрах. Другое предположение предполагает, что в их центрах находятся массивные черные дыры, которые часто кажутся «слишком массивными» по сравнению со звездной массой их галактик», — объясняет астрофизик из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики, не участвовавший в новом исследовании, Фабио Пакуччи.
Первое предположение означает, что «Маленькие Красные Точки» — крошечные, но удивительно плотные галактики с активным звездообразованием, в которых происходят экзотические процессы, никогда до этого не наблюдавшиеся. Второе предположение означает, что эти точки — галактики, питающиеся от массивной черной дыры в центре, подобно активному галактическому ядру. Галактики, которые питаются от черных дыр в центре, совершенно не похожи на другие типы активных галактических ядер (квазаров), обнаруженных в ранней Вселенной.
В новом исследовании под руководством Анны де Граафф из Института астрономии Общества Макса Планка астрономы тщательно изучили необычную «маленькую красную точку», которая существовала через 1,8 млрд лет после Большого взрыва. Свету от этого объекта понадобилось 12 млрд лет, чтобы достичь Земли. Анализируя свет от этой точки, астрономы обратили внимание на внезапный скачок яркости, называемый бальмеровским разрывом.
Хотя такой скачок яркости характерен для света от разных объектов, исследователи установили, что резкость наблюдаемого света не может быть объяснена наличием массивных галактик или типичных активных галактических ядер. Исследователи охарактеризовали изменения яркости как преувеличенную версию «маленькой красной точки» и назвали этот объект «Скала» из-за резкого скачка яркости в спектре.
Эта особенность навела астрономов на мысль, не столкнулись ли они с чем-то принципиально неизвестным до этого. Яркость объекта предполагала наличие источника высокой энергии, а бальмеровский разрыв, как объяснила Анна де Граафф, возникает из-за плотного водорода при соответствующих температурах.
«Звезды, подобные черным дырам, питают массивные черные дыры, окруженные плотным газом. Когда черные дыры поглощают вещество вокруг, они излучают много света и, следовательно, нагревают газ, заставляя его светиться и выглядеть как звезда. Главное отличие, конечно, заключается в том, что обычные звезды питаются энергией ядерного синтеза, чего здесь не происходит. Звезду-черную дыру можно представить как горячий объект, окутанный сверхплотной оболочкой», — отмечает Анна де Граафф.
По мнению Фабио Пакуччи, другие «крошечные красные точки» могут иметь схожие признаки с объектом под названием «Скала», которые могли остаться незамеченными из-за ограничений во время наблюдения. Однако гипотеза черной дыры-звезды все еще находится на начальной стадии развития. Для проверки надежности этого сценария нужно гораздо больше наблюдений и мониторинг этих объектов в динамике поможет дифференцировать сценарии.
«Мы пока не уверены, как они эволюционируют в популяцию черных дыр, которую мы наблюдаем сегодня. Поскольку количество маленьких красных точек уменьшается в более поздние космические эпохи, эта фаза должна быть кратковременной», — замечает Анна де Граафф.
Далее астрономы будут использовать JWST для изучения более ярких «маленьких красных точек», чтобы понять их детальную структуру. Если они действительно окажутся черными дырами, это может помочь раскрыть еще одну загадку — столь стремительный рост черных дыр может объяснить появление сверхмассивных черных дыр в начале существования Вселенной. Истинная природа «маленьких красных точек» остается загадкой. Если во Вселенной будет обнаружено больше подобных черных дыр с плотным ореолом газа вокруг, исследователи смогут выяснить, действительно ли эти загадочные объекты являются экзотическими звездами, фазой роста массивной черной дыры или просто этапом эволюции галактики.
Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics
Источник: LiveScience
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: