Астрофизик разьясняет красные точки на изображениях молодой Вселенной

Открытые в 2024 году уникальные объекты LRD особенно распространены на самых дальних «окраинах» Вселенной — там, где всё выглядит таким, каким было в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Ученые подозревают, что это активные ядра галактик. В то же время эти объекты необычно тусклые. Недавно астрофизик предложил объяснение: вероятно, молодые галактики затеняет окружающая их плотная газовая среда.

Примеры «маленьких красных точек» на изображениях ранней Вселенной. / © Jorryt Matthee et al, 2024

Растущая Вселенная стала ясна благодаря эффекту красного смещения: свет удаляющегося от нас источника растягивается, становясь всё более длинноволновым, и достигая в максимуме красного конца спектра. Дальше волна становится невидимой для человеческого глаза — инфракрасной, которую фиксируют лишь специальные приборы.

Благодаря космической обсерватории «Джеймс Уэбб» удалось увидеть так далеко, как не удавалось «Хабблу». Новый телескоп — инфракрасный. На его снимках галактики изображены в искусственных цветах. Самые далекие из них — одновременно и самые ранние, мы видим их такими, какими они были в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Они оказались необычно массивными для своего юного возраста. Астрофизики пришли к выводу, что многие существующие представления о Вселенной теперь придется пересмотреть.

Среди самых захватывающих объектов обнаружились «маленькие красные точки». Little Red DotsИх количество превышает триста, а находятся такие объекты именно в молодой Вселенной. Это компактные образования — не более трехсот с небольшим световых лет в поперечнике. Для сравнения, диаметр Млечного Пути составляет примерно сто тысяч световых лет.

Ученые определяют «маленькие красные точки» как активные ядра галактик — сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие притянутое вещество. Это значит, что их можно было бы называть квазарами — «квазизвездными» объектами, которые астрономы сначала принимали за звезды, а потом распознали как центральные области целых галактик. Квазары очень ярки благодаря свету от вещества вокруг черной дыры.

«Маленькие красные точки» по сравнению с квазарами демонстрируют необычно низкую яркость. Несмотря на возраст объектов, составляющий сотни миллионов лет, масса их центральных черных дыр оценивается в диапазоне от одного до ста миллионов масс Солнца.

Астрофизик из Пекинского университета Кохеи Инаеши выдвинул предположение в опубликованной недавно статье. доступной на сервере препринтов arXivВ его понимании, эти удаленные ядра галактик находятся в среде, столь плотно наполненной веществом, что оно поглощает значительную часть света, тем самым скрывая их. Это согласуется с современными представлениями о молодой Вселенной: изначально она была компактно размещенной, и образовавшийся водород представлял собой густой «туман».

Иследователь считает, что в этом тумане вещество могло коллапсировать в черные дыры с массой около десяти до ста тысяч солнечных масс. Такое образование даст «семена» сверхмассивных черных дыр. Из-за плотности вещества эти черные дыры могли бы стремительно расти — за несколько миллионов лет, на много порядков увеличив свою массу.