«Звёзды-чёрные дыры» могут объяснить загадочные красные точки в ранней Вселенной

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» продолжает переворачивать представления о ранней Вселенной. Очередное открытие, сделанное с его помощью, может объяснить одну из самых интригующих загадок последних лет — природу загадочных «маленьких красных точек», которые астрономы находят на самых ранних снимках космоса. Исследователи из Массачусетского технологического института и Гавайского университета под руководством доктора Рохана Найду обнаружили объект, который не вписывается ни в одну из существующих классификаций. Они назвали его «звездой-чёрной дырой».

Объект, получивший обозначение MoM–BH*–1, был обнаружен во время обзора «Чудо или мираж», направленного на поиск самых ранних галактик. С виду он напоминал огромную звезду, простирающуюся на область, сравнимую по размерам с нашей Солнечной системой. Однако его яркость оказалась невозможной для обычной звезды. Объект излучал в сто миллиардов раз больше энергии, чем может произвести любая звезда посредством термоядерного синтеза. «Это означает, что вы не можете питать это ядерным синтезом, который является источником энергии в центре всех известных нам звёзд», — пояснил Найду.

Учёные предположили, что перед ними — объект нового типа, который ранее не наблюдался. Это не звезда в привычном понимании и не чёрная дыра, а нечто среднее: колоссальное облако водорода размером с Солнечную систему, внутри которого находится чёрная дыра массой примерно в сто тысяч раз больше массы Солнца. Именно она, а не термоядерный синтез, является источником колоссальной энергии. Энергия выделяется в виде излучения, звёздного ветра или ударных волн, которые обрушиваются на плотные газовые оболочки, окружающие чёрную дыру.

Свет от этого объекта обладает уникальными характеристиками. Он почти полностью красный и резко обрывается ниже определённой длины волны — явление, известное как бальмеровский разрыв. Обычно такой разрыв наблюдается у звёзд возрастом в несколько сотен миллионов лет, но у MoM–BH*–1 он оказался самым глубоким из всех, когда-либо зафиксированных. Кроме того, в спектре объекта не было обнаружено никаких следов металлов — только водород и гелий. «Это очень особенная вещь — найти объект, не имеющий сравнения в обширных хранилищах данных по миллиардам звёзд, галактик и чёрных дыр», — отметил Найду.

Авторы работы предполагают, что MoM–BH*–1 — не единственный такой объект. Загадочные «маленькие красные точки», которые «Джеймс Уэбб» обнаружил в изобилии в первые сотни миллионов лет существования Вселенной, но которые исчезли к нашему времени, могут быть именно такими «звёздами-чёрными дырами». «Звезда-чёрная дыра может лежать в основе каждой маленькой красной точки, — говорит Найду. — Краснота маленьких красных точек объясняется тем, что их синий свет поглощается плотными газовыми оболочками, окутывающими звезду-чёрную дыру. Все странности и загадки, окружающие маленькие красные точки, начинают обретать смысл, если поместить в их центры звёзды-чёрные дыры».

Это открытие не только объясняет природу загадочных красных точек, но и даёт ключ к пониманию того, как формировались первые структуры во Вселенной. Возможно, «звёзды-чёрные дыры» были переходным этапом между первыми звёздами и сверхмассивными чёрными дырами, которые сегодня находятся в центрах галактик. Если это так, то «Джеймс Уэбб» заглянул в эпоху, когда Вселенная была заполнена объектами, не похожими ни на что, что существует сегодня. И каждый новый снимок приближает нас к пониманию того, как устроен этот странный и удивительный мир, в котором мы живём.