«Джеймс Уэбб» и «Чандра» нашли рентгеновское свечение в «маленьких красных точках»

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил во Вселенной класс объектов, которые поставили астрономов в тупик. Их назвали «маленькие красные точки» (Little Red Dots). Теперь совместная работа с рентгеновской обсерваторией «Чандра» дала первую зацепку. Результаты опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Что такое «маленькие красные точки»

Эти компактные объекты находятся на расстоянии более 12 миллиардов световых лет от Земли. Это значит, что мы видим их такими, какими они были через 1–2 миллиарда лет после Большого взрыва. На вид LRD напоминают атмосферные свечения звёзд, но спектральный анализ указывает на другое происхождение.

Основная гипотеза: каждая «красная точка» — сверхмассивная чёрная дыра, укутанная в чрезвычайно плотное газовое облако. Этот «кокон» поглощает ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, поэтому LRD практически невидимы в этих диапазонах.

У сотен обнаруженных объектов рентгеновский сигнал отсутствовал. Вопрос об их природе оставался открытым.

Объект, который выделяется

Астрономы отобрали один объект из этой категории — 3DHST-AEGIS-12014. Он расположен на расстоянии 11,8 миллиарда световых лет. Визуально он полностью соответствует LRD: маленький угловой размер, ярко-красный цвет.

Но есть одно отличие. В отличие от сотен собратьев, этот объект уверенно детектируется в рентгеновском диапазоне. Его неофициально назвали «рентгеновская точка».

Что показали данные

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

Сопоставив данные «Джеймса Уэбба» с архивными глубокими наблюдениями «Чандры», исследователи обнаружили переменность рентгеновского свечения. Это означает, что чёрная дыра в центре объекта скрыта не полностью. Где-то в плотном газовом коконе образовались «прорехи», через которые прорывается жёсткое излучение.

Переходная стадия

Авторы работы предполагают: 3DHST-AEGIS-12014 фиксирует редкую переходную фазу эволюции. По мере роста чёрной дыры её излучение и ветры пробивают отверстия в окружающем газе. Сквозь эти отверстия «Чандра» и зарегистрировала рентген.

В дальнейшем газовый кокон может быть полностью поглощён или рассеян. Тогда объект превратится в яркий классический квазар — один из самых мощных источников излучения во Вселенной.

Если модель подтвердится, это станет прямым свидетельством: рост сверхмассивных чёрных дыр лежит в основе активности всех «маленьких красных точек».

Синергия обсерваторий

Рентгеновские данные об этом объекте хранились в архивах «Чандры» более десяти лет. Но без «Джеймса Уэбба», который впервые показал оптические и инфракрасные характеристики LRD, у астрономов не было способа связать архивные сигналы с конкретным классом объектов.

Открытие — пример того, как инструменты разных поколений работают в связке. Один увидел. Другой — услышал. Вместе — опознали.