Красные точки, которые назвали разрушителями Вселенной — замаскированные черные дыры?

С момента запуска телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), исследователи по всему миру начали замечать «маленькие красные точки» — объекты, которые выглядели гораздо более массивными, чем предсказывали модели галактик. Сначала астрономы приняли эти объекты за зрелые галактики, столь же развиты, как современный Млечный Путь, возраст которого составляет около 13,6 миллиарда лет. Но объекты были слишком яркими, чтобы таким образом объяснить их существование — для этого требовалось, чтобы звезды были упакованы в галактиках с невероятной плотностью. Ночное небо такой галактики было бы ослепительно ярким. Если эта интерпретация верна, это означает, что звезды образовались в результате необычных процессов, которые никогда ранее не наблюдались.

Исследователи неофициально назвали эти объекты «разрушителями Вселенной». В статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, предложено другое объяснение. Авторы работы утверждают, что красные точки — это вовсе не галактики, а ранее неизвестный тип объекта, известный как черная дыра-звезда.

Эти слабые точки света на самом деле могут представлять собой огромные сферы горячего газа, настолько плотные, что напоминают атмосферы обычных звезд, подпитываемые термоядерным синтезом. Однако в этом случае источником энергии служит не термоядерный синтез, а сверхмассивные черные дыры в их центрах, которые с высокой скоростью втягивают вещество, преобразуют его в энергию и излучают свет.

Ученые рассмотрели достаточное количество красных точек, пока не нашли одну с такой мощной атмосферой, что ее нельзя отнести к типичным звездам в галактике. По сути, это одна гигантская, очень холодная звезда.

Холодные звезды испускают лишь слабый свет, потому что температура их поверхности намного ниже, чем у типичных звезд. Хотя большинство звезд во Вселенной попадают в эту маломассивную, более холодную категорию, их часто трудно обнаружить, поскольку их тусклое свечение затмевается более редкими, но гораздо более яркими массивными звездами.

Астрономы распознают холодные звезды по их излучению в красном оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах — длинах волн света, которые не видны человеческому глазу. В отличие от чрезвычайно горячего газа, обычно находящегося вблизи сверхмассивных черных дыр, температура которого может достигать миллионов градусов по Цельсию, в свете этих черных дыр «красных точек» доминировал очень холодный газ. По словам исследователей, по длине волны это излучение очень напоминало атмосферы маломассивных холодных звезд.

В июле 2024 года группа обнаружила объект со спектром, указывающим на огромную массу. Астрономы прозвали этот объект «Скала» — он был наиболее перспективным для исследования природы «маленьких красных точек». Объект был настолько далёким, что его свету потребовалось примерно 11,9 миллиарда лет, чтобы достичь Земли. Спектральный анализ этого света показал, что на самом деле это была сверхмассивная чёрная дыра, втягивающая в себя окружающее с такой скоростью, что она окуталась огненным шаром из водорода. Свет исходил не от плотных звёздных скоплений, а от одного гигантского объекта.

Чёрные дыры находятся в центре большинства галактик. В некоторых случаях эти чёрные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивнее Солнца, и притягивают к себе близлежащую материю с такой силой, что она преобразуется в энергию и излучает свет. Никто никогда толком не знал, почему и откуда берутся эти гигантские чёрные дыры в центрах галактик. Эти звёзды как раз могут быть первой стадией формирования чёрных дыр, которые мы наблюдаем в галактиках сегодня.

Команда астрономов для проверки этой гипотезы планирует и далее изучать плотность газа и интенсивность этих ранних чёрных дыр. Конечно, красные точки находятся на большом расстоянии как во времени, так и в пространстве, и их небольшой размер особенно затрудняет получение четкого изображения.