Астрономы стали ближе к разгадке загадочных красных точек ранней Вселенной
Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) подобрались к разгадке одной из загадок ранней Вселенной. Они подробно изучили объект GLIMPSE-17775 — одну из так называемых «маленьких красных точек» — и нашли убедительные признаки того, что перед ними сверхмассивная черная дыра, которая активно растет, скрытая в плотном облаке газа. Результаты исследования опубликованы в Astrophysical Journal.
Загадочные объекты, которые «сломали» космологию
«Маленькие красные точки» впервые бросились в глаза вскоре после начала работы JWST летом 2022 года. Эти объекты массово появлялись примерно через 600 миллионов лет после Большого взрыва, но исчезали, когда Вселенная достигала возраста около двух миллиардов лет. Их обилие в раннюю эпоху ставило под вопрос привычные модели космологии.
Одна из главных версий гласит, что это молодые галактики с быстрорастущими черными дырами в центре. Такие дыры могли интенсивно поглощать вещество, а потом либо «выгорать», либо очищать окружающий газ и пыль, превращаясь в более привычные активные галактики.
Мощная гравитационная линза Эйнштейна
Объект GLIMPSE-17775 ученые наблюдали через скопление галактик Abell S1063, которое работает как естественная гравитационная линза. Согласно теории общей относительности Эйнштейна, огромная масса скопления искривляет пространство-время и усиливает свет от далекого объекта. Благодаря этому 30 часов наблюдений превратились примерно в 80 часов эффективного времени. Это дало самый подробный спектр «маленькой красной точки» на сегодняшний день.
Что показал глубокий спектр
Анализ спектра принес целую серию убедительных доказательств. Линии излучения указывают на рассеяние электронов в плотном газовом коконе. Ученые увидели характерные флуоресцентные и поглощающие линии гелия, а также так называемый «железный лес» — множество линий железа, типичных для мощного излучения активно растущей чёрной дыры.
«Я думаю, что часть научного сообщества сходится к единой картине — что маленькие красные точки можно объяснить моделями черных дыр и звезд. Но ни одна из предыдущих моделей маленьких красных точек не имеет всех доказательств в одном месте. С помощью GLIMPSE-17775 мы можем проверить эти модели, потому что спектр этого источника настолько глубокий и удивительный», — рассказал Василий Кокорев из Техасского университета в Остине.
Загадка слабого рентгеновского свечения
Плотная газовая оболочка хорошо объясняет, почему эти объекты почти не видны в рентгеновских лучах — жесткое излучение просто поглощается. У GLIMPSE-17775 слабее выражен характерный «излом Бальмера», чем у других красных точек. По мнению команды, причина в том, что объект окружает довольно крупная галактика-хозяйка.
«Когда мы впервые увидели спектр, это было похоже на то, как будто все кусочки пазла были разбросаны по полу, — поделился Кокорев. — Мы подобрали каждый кусочек пазла, измерили линии и начали соединять разные части в мозаику».
Теперь данные по GLIMPSE-17775 хорошо вписываются в общую картину эволюции Вселенной. Ничего не «сломано», а загадка стала только интереснее.
«В перспективе я с нетерпением жду возможности углубиться в изучение того, что питает центральные двигатели этих маленьких красных точек. Хотя мы считаем, что это черная дыра, выдвигаются и другие интересные теории, что очень захватывает», — заключил ученый.
Наблюдения JWST продолжаются, и в ближайшие год-два астрономы надеются окончательно разобраться, что именно заставляет эти загадочные объекты светиться на заре Вселенной.
