Телескоп «Джеймс Уэбб» помог раскрыть природу загадочных «маленьких красных точек» — ими оказались молодые сверхмассивные черные дыры

Красные точки Джеймса Уэбба оказались черными дырами: что это значит для космологии

Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил в ранней Вселенной загадочные объекты. Они расположены на расстоянии более 13 миллиардов световых лет. Астрофизики назвали их «маленькими красными точками» (LRD). Долго гадали: что это? И вот ответ. Это не звезды. И не скопления старых звезд. Это молодые сверхмассивные черные дыры. Они активно растут, прячась в плотных облаках газа и пыли. Открытие меняет наше понимание того, как формировались первые галактики.

Что скрывали «красные точки»?

Команда ученых из Университета Сан-Паулу и Центра «Космический рассвет» проанализировала спектр этих объектов. Они увидели широкие эмиссионные линии водорода. Это значит, что газ в центре движется с огромными скоростями. Такое поведение характерно для аккреционных дисков вокруг черных дыр, а не для звездных систем. В звездном скоплении линии были бы другими — узкими, от спокойных звезд. Ширина линий достигает десятков тысяч километров в секунду. Это прямое доказательство присутствия сверхмассивной черной дыры.

"Мы наблюдаем эмбрионы квазаров. Они активно заглатывают материю, но все еще закутаны в родительское газовое облако", — говорят авторы исследования.

Раньше считалось, что LRD — это компактные галактики из старых звезд. Но спектральный анализ показал обратное. Газ разогрет до миллионов градусов. Это верный признак активности черной дыры. Причем дыра растет экстремально быстро — она поглощает вещество с такой скоростью, что светит ярче всей галактики. Но мы видим не сам свет, а его отражение сквозь пыль.

Как работает «пылевой кокон»?

Почему точки красные? Две причины. Первая — космологическое красное смещение (Вселенная расширяется, и свет «растягивается»). Вторая — поглощение пылью. Пылевой кокон вокруг черной дыры действует как светофильтр. Он пропускает длинные волны (красные) и задерживает короткие. Именно это сочетание создает характерный красный оттенок. Телескоп Уэбб чувствителен к инфракрасному диапазону, поэтому он видит то, что скрыто от других телескопов.

Вот микро-инструкция: как астрофизики отличают черную дыру от звездного скопления за миллиарды световых лет.

• Шаг 1. Получают спектр объекта. Ищут широкие линии водорода.
• Шаг 2. Измеряют ширину линий. Если скорость газа превышает несколько тысяч км/с — это аккреционный диск.
• Шаг 3. Анализируют цвет. Если красный цвет усилен по сравнению с простым смещением