Мы до сих пор не знаем, что за красные точки разбросаны по всему космосу, но теперь есть теория

Александр Гайдамашко

Основные тезисы

Космический телескоп Джеймса Вебба обнаружил более 300 загадочных красных объектов, которые существовали через 600 миллионов лет после Большого взрыва.
Эти объекты могут быть сверхмассивными звездами, которые взрывались как сверхновые с коллапсом ядра, создавая ранние черные дыры, что впоследствии стали зародышами супермассивных черных дыр.

Красные точки с телескопа Вебба – это сверхмассивные звезды, порождавшие черные дыры.

Когда JWST обнаружил маленькие красные пятнышки, они шокировали ученых, ведь никто не ожидал увидеть их так рано в истории Вселенной / NASA, ESA, CSA, STScI, Дейл Кочевски, Колледж Колби

С момента своего запуска космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил более 300 загадочных красных объектов, которые существовали всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва. Новое исследование предполагает, что эти "красные точки" могут быть не галактиками, а промежуточным звеном в формировании супермассивных черных дыр.

Что нашел James Webb?

Когда телескоп JWST начал научные наблюдения в июле 2022 года, он открыл новое окно во Вселенную. Среди самых значительных открытий были так называемые "Маленькие красные точки" (LRD) – древние слабые объекты, обнаружены на расстоянии, которое соответствует 600 миллионам лет после Большого взрыва. Сначала исследователи считали, что это активные галактические ядра с супермассивными черными дырами в центре. Их красный цвет объясняли огромным количеством газа и пыли вокруг объектов в виде аккреционных дисков. Однако в других аспектах они не напоминали типичные активные галактические ядра – не излучали рентгеновские лучи, имели плоский спектр в инфракрасном диапазоне и почти не менялись со временем, пишет 24 Канал со ссылкой на Universe Today.

Яркость этих объектов указывала на огромные звездные массы, однако их количество на таком раннем этапе развития Вселенной противоречило нашему пониманию ранней космологии.

Исследователи Девеш Нандал из Университета Вирджинии и Абрахам Лоеб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики предложили альтернативное объяснение. По их гипотезе, красные точки на самом деле являются сверхмассивными звездами (SMS) – гипотетическим типом звезд, которые считаются критическими промежуточными этапами в формировании зародышей супермассивных черных дыр.

Такие звезды могли иметь массу около 10^6 масс Солнца и формироваться лишь в ранней Вселенной. Согласно теории, они взрывались как сверхновые с коллапсом ядра, создавая ранние черные дыры, которые впоследствии стали зародышами супермассивных черных дыр.

Подтверждение через спектральный анализ

Ученые разработали детальные модели для сверхмассивной звезды с массой 10^6 масс Солнца без металлов, поскольку это должны быть звезды третьего поколения, которые еще не синтезировали атомы металлов в своих ядрах. Модель неожиданно смогла объяснить наблюдаемые характеристики красных точек. Сверхмассивная звезда в этой симуляции соответствовала светимости красных точек, спектральные особенности также совпадали. Исследователи сосредоточились на двух объектах под названиями MoM-BH*-1 и The Cliff, которые часто упоминаются в научной литературе.

Характерной особенностью спектра красных точек является одновременное присутствие сильной широкой линии излучения Hβ рядом с линиями Бальмера (серия линий в спектре атома водорода, которые образуются при переходе электрона между вторым и высшими энергетическими уровнями) в поглощении. Исследователи объясняют это расширенной плотной фотосферой вокруг сверхмассивных звезд.

Красные точки могут представлять прямой фотосферный свет аккретирующих сверхмассивных звезд, "пойманных" в последние тысячи лет перед их коллапсом. Такая короткая продолжительность жизни объясняет редкость этих объектов и указывает на то, что они являются очень скоротечной (в масштабах Вселенной), но критически важной фазой формирования галактик и черных дыр. Можно сказать, что нам очень повезло родиться и исследовать космос именно сейчас, пока эти звезды еще видимы.

Что мы имеем в итоге?

Модель сверхмассивных звезд обеспечивает простое и более последовательное физическое объяснение красных точек по сравнению с моделями активных галактических ядер, которые требуют отдельных компонентов для объяснения излучения и поглощения.

Если будет доказано, что красные точки на самом деле являются сверхмассивными звездами, прародителями современных супермассивных черных дыр, это даст ответ на один из самых захватывающих вопросов астрономии. Однако окончательное подтверждение может потребовать десятилетий исследований, поскольку эти объекты чрезвычайно сложно наблюдать даже для телескопа JWST.