Тайна «маленьких красных точек» раскрыта: телескопы заглянули внутрь объектов

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» продолжает подбрасывать астрономам загадки, решение которых требует объединения усилий всех великих обсерваторий человечества. Одной из таких тайн стал новый класс объектов в ранней Вселенной — так называемые «маленькие красные точки» (Little Red Dots, LRD). Недавнее открытие, сделанное при участии рентгеновской обсерватории «Чандра», может наконец объяснить, что скрывается за этим загадочным названием. Научная статья вышла в Astrophysical Journal Letters

Загадка «черных дыр в коконе»

«Маленькие красные точки» — это компактные объекты, расположенные на расстоянии более 12 миллиардов световых лет от Земли. Большинство ученых склоняется к версии, что это сверхмассивные черные дыры, погруженные в невероятно плотные облака газа. Этот газовый «кокон» маскирует типичные признаки растущей черной дыры, блокируя ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.

Из-за этого внешне объекты напоминают атмосферы звезд, что породило гипотезу о сценарии «звездных черных дыр». Однако отсутствие рентгеновского сигнала у сотен обнаруженных LRD не позволяло астрономам поставить точку в этом вопросе.

До тех пор, пока не был найден объект 3DHST-AEGIS-12014.

Рентгеновское окно в сердце монстра

Объект, получивший неофициальное название «рентгеновская точка», находится на расстоянии 11,8 миллиарда световых лет. Он обладает всеми визуальными характеристиками LRD — малым размером и характерным красным цветом.

Но есть ключевое отличие: в отличие от своих собратьев, он отчетливо «светится» в рентгеновском диапазоне.

«Астрономы несколько лет пытались понять, что такое маленькие красные точки, — говорит ведущий автор исследования Рафаэль Хвидинг из Института астрономии им. Макса Планка (Германия). — Этот единственный объект позволяет нам, выражаясь метафорично, соединить все точки в одну картину».

Сравнив данные «Уэбба» с архивными глубокими обзорами «Чандры», команда обнаружила, что рентгеновская яркость объекта меняется. Это подтверждает теорию о том, что черная дыра скрыта лишь частично.

Переходная фаза эволюции

Исследователи предполагают, что «рентгеновская точка» представляет собой редчайший момент — переходную фазу развития. По мере того как черная дыра поглощает окружающий ее газ, в плотном «коконе» начинают появляться «прорехи». Сквозь эти дыры в облаках наружу пробивается жесткое рентгеновское излучение, которое и зафиксировала обсерватория «Чандра».

Со временем черная дыра полностью поглотит или рассеет свой газовый щит, превратившись в классический яркий квазар. Если эта гипотеза подтвердится, ученые получат неопровержимое доказательство того, что именно рост черных дыр является двигателем активности всех «маленьких красных точек».

Иронично, что данные о «рентгеновской точке» находились в архивах обсерватории «Чандра» более десяти лет. Однако без беспрецедентной чувствительности телескопа «Уэбб», который смог разглядеть этот объект в инфракрасном диапазоне, астрономы не могли оценить значимость этой информации. Это открытие стало ярким примером того, как синергия инструментов разных поколений позволяет заглянуть в самое сердце тайн ранней Вселенной.