Группа маленьких красных точек, обнаруженных в крошечной области ночного неба, может стать неожиданным прорывом для космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) в первый год его работы. Эти объекты были неотличимы от обычных галактик в «глазах» более старого космического телескопа «Хаббл». Исследование, проведенное под руководством Йоррита Матти, доцента астрофизики Австрийского института науки и технологий (ISTA), опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
«Не будучи разработанным специально для этой цели, JWST помог нам определить, что тусклые маленькие красные точки, обнаруженные очень далеко в далеком прошлом Вселенной, являются маленькими версиями чрезвычайно массивных черных дыр. Эти особые объекты могут изменить наши представления о генезисе черных дыр», – говорит Джоррит Матти, ведущий автор исследования. Полученные результаты могут еще на один шаг приблизить нас к ответу на одну из величайших дилемм в астрономии: как образовались черные дыры?
Ученые долгое время считали черные дыры математической диковинкой, пока их существование не становилось все более очевидным. Эти странные космические бездонные ямы могут обладать настолько компактной массой и сильным притяжением, что ничто не может избежать их силы – они засасывают в себя все, что угодно, включая космическую пыль, планеты и звезды, и деформируют пространство и время вокруг себя так, что даже свет не может вырваться наружу.
Общая теория относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном более века назад, предсказывала, что эти объекты могут иметь любую массу. Одними из самых интригующих черных дыр являются сверхмассивные, которые могут достигать массы, в миллионы и миллиарды раз превышающей массу Солнца. Астрофизики сходятся во мнении, что они есть в центре почти каждой крупной галактики.
Однако не все черные дыры одинаковы. Если одни можно сравнить со спящим вулканом, то некоторые растут чрезвычайно быстро, поглощая астрономические объемы материи. При этом они становятся настолько светящимися, что их можно наблюдать до самого края постоянно расширяющейся Вселенной. Такие объекты называются квазарами и являются одними из самых ярких в небе.
«Одна из проблем квазаров заключается в том, что некоторые из них кажутся слишком массивными, с учетом возраста Вселенной, в которой они наблюдаются. Если учесть, что квазары возникают в результате взрывов массивных звезд и что мы знаем их максимальную скорость роста из общих законов физики, то некоторые из них выглядят так, будто они росли быстрее, чем это возможно. Это все равно что смотреть на пятилетнего ребенка, рост которого составляет два метра. Что-то не сходится», – объясняют ученые.
Мэтти и его коллеги идентифицировали популяцию объектов, которые на снимках JWST выглядят как маленькие красные точки. Кроме того, они показали, что эти объекты являются черными дырами, но не слишком массивными.
Маленькие красные точки – это не гигантские космические монстры, которые встречаются в слишком массивных черных дырах – они больше похожи на «детские квазары». Их масса лежит в диапазоне от 10 до 100 миллионов солнечных масс. Кроме того, они кажутся красными, потому что запылены. Пыль заслоняет черные дыры и окрашивает их в красный цвет, но в конце концов поток газа из черных дыр пробьет пылевой кокон, и из этих маленьких красных точек разовьются гиганты.
Таким образом, астрофизики предполагают, что красные точки – это маленькие версии гигантских голубых черных дыр на стадии, предшествующей квазарам.
Данное исследование откроет множество перспектив и поможет ответить на некоторые важные вопросы о Вселенной. «Черные дыры – возможно, самые интересные вещи во Вселенной. Трудно объяснить, почему они существуют, но они существуют. Мы надеемся, что эта работа поможет нам приподнять одну из самых больших завес тайны о Вселенной», – заключают астрофизики.
[Фото: © NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurich), D. Kashino (National Observatory of Japan), S. Lilly (ETH Zurich)]