Астрономы, возможно, разгадали одну из главных загадок, обнаруженных космическим телескопом имени Джеймса Уэбба (JWST). Речь идёт о так называемых "маленьких красных точках" - компактных ярких объектах, которые видны в ранней Вселенной как крошечные красные пятнышки. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале The Astrophysical Journal Letters, эти объекты могут быть местами рождения первых сверхмассивных чёрных дыр.

С момента начала работы JWST астрономы обнаружили сотни таких точек. Они не похожи ни на что, предсказанное прежними теориями: их размер - всего несколько сотен световых лет в поперечнике, но яркость сравнима с гораздо более крупными галактиками. Кроме того, их спектры (распределение излучения по длинам волн) имеют необычную V-образную форму, а рентгеновское и радиоизлучение у этих объектов не фиксируется. Это ставило специалистов в тупик.

Авторы работы использовали сложное космологическое моделирование. Оно показало, что маленькие красные точки, скорее всего, представляют собой первобытные галактики, в центре которых находятся массивные чёрные дыры. Эти дыры могли возникнуть при коллапсе сверхмассивных первичных звёзд. Важно, что чёрная дыра остаётся окутанной огромным газовым диском, который её и породил. Этот газ скрывает большую часть активности дыры от наблюдений.

По оценкам модели, масса таких чёрных дыр составляет около 10 миллионов масс Солнца. Плотный газ вокруг них задерживает высокоэнергетическое рентгеновское излучение, но пропускает часть ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света. Именно это естественным образом воспроизводит необычные световые сигнатуры, которые видит JWST. Кроме того, большое скопление звёзд по соседству в той же небольшой галактике даёт синюю часть спектра - так объясняется ещё одна давняя особенность маленьких красных точек.

Моделирование также показало, что в этих системах есть плотные скопления примерно из 100 миллионов звёзд, упакованных в область диаметром около 500 световых лет. Это совпадает с тем, что астрономы наблюдают у реальных маленьких красных точек.

Ранее предлагались разные объяснения: компактные скопления звёзд, сильно затенённые чёрные дыры, сверхмассивные звёзды и даже гипотетические экзотические объекты вроде "звёзд из чёрных дыр". Однако ни одна из этих идей не могла полностью объяснить их формирование, распространённость, время жизни и необычные спектры. Новая модель успешно воспроизводит свойства самых разных маленьких красных точек, включая некоторые из самых далёких и экстремальных.

"Что делает это открытие таким захватывающим, так это то, что мы, возможно, наблюдаем рождение первых сверхмассивных чёрных дыр, - приводит слова руководителя исследования Дэниела Уэйлена из Института космологии и гравитации Портсмутского университета пресс-служба. - Десятилетиями моделирование предсказывало, что такие объекты должны существовать, и теперь космический телескоп Джеймса Уэбба, возможно, наконец позволяет нам их увидеть".

Стоит подчеркнуть: речь идёт о результатах компьютерного моделирования, которое наилучшим образом объясняет наблюдения, а не о прямом доказательстве. Чтобы подтвердить выводы, нужны дальнейшие исследования.

Источник: Phys.org