Учёные близки к разгадке тайны «маленьких красных точек» в глубинах Вселенной — «Уэбб» засёк у одной из них признаки чёрной дыры

Вскоре после начала работы космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) одними из самых интригующих его открытий стали «маленькие красные точки» — компактные, очень далёкие и загадочные объекты ранней Вселенной. Долгое время астрономы спорили об их природе, и теперь новая находка проливает свет на их возможное происхождение.

Открытие сделано благодаря объединению данных телескопа «Уэбб» и рентгеновской обсерватории «Чандра». Данные «Чандры» представлены обзором десятилетней давности, в котором эта космическая рентгеновская обсерватория собрала многолетние наблюдения. Один из рентгеновских источников на заре Вселенной по местоположению совпал с объектом, обнаруженным там же «Уэббом», и это может иметь последствия для всей нашей космологии.

Итак, астрономы обнаружили, что местоположение одной из «красных точек» в точности совпадает с источником рентгеновского излучения, который давно находился в архивах «Чандры», но оставался вне внимания учёных. Энергия этого рентгеновского сигнала оказалась схожей с излучением квазаров — галактик, в центре которых находятся чрезвычайно активные чёрные дыры.

Сами же «маленькие красные точки» представляют собой объекты размером не более нескольких сотен световых лет, существовавшие более 12 млрд лет назад. Их красный цвет и обнаруженные в них водяные пары указывают на относительно низкую температуру, что отличает их от обычных звёзд и активных галактических центров. При этом ранее они ни разу не ассоциировались с излучением в рентгеновском диапазоне, что делает новое открытие первым в своём роде.

Находка такого объекта с признаками рентгеновского излучения фактически приравнивает его к сверхмассивным чёрным дырам (они всегда сопровождаются активным рентгеновским и гамма-излучением). Поэтому она имеет фундаментальное значение для понимания того, как формируются сверхмассивные чёрные дыры, находящиеся в центрах галактик, включая наш Млечный Путь.

Долгое время на этот счёт существовали две теории: рост из маленьких чёрных дыр звёздной массы или прямой коллапс огромного газового облака. «Маленькие красные точки» обещают стать веским доказательством в пользу второго, «нисходящего» сценария. Предполагается, что чёрная дыра поглощает газовое облако изнутри, а его вещество, разогретое до миллионов градусов, излучает в рентгеновском диапазоне, однако этот свет поглощается окружающей плотной оболочкой. Поэтому ранее эти объекты не регистрировались в рентгеновском диапазоне, и их нельзя было однозначно связать с чёрными дырами.

В этом ценность найденного объекта, получившего обозначение 3DHST-AEGIS-12014: мы всё-таки наблюдаем его рентгеновское излучение. Учёные выдвинули гипотезу, что этот объект является переходной формой: чёрная дыра уже «проела» отверстия в своей газовой оболочке, и через эти своеобразные окна наружу вырываются рентгеновские лучи. Переменные свойства этого сигнала можно объяснить вращением облака и периодическим появлением таких «окон» в зоне видимости (в архивных данных «Чандры» сигнал есть, а в современных — нет). Если эта интерпретация верна, то астрономы впервые заглянули внутрь «маленькой красной точки» и получили ключевое доказательство, связывающее рождение сверхмассивных чёрных дыр с этими загадочными объектами.