Космический телескоп «Джеймс Уэбб», изучая раннюю Вселенную, обнаружил класс астрономических объектов, обозначенных как «маленькие красные точки». Их свойства не соответствовали стандартным моделям образования галактик, что поставило перед учеными сложную задачу. Первоначальные гипотезы о регионах активного звездообразования или квазарах со сверхмассивными черными дырами вступали в противоречие с временными рамками: у таких массивных структур, согласно существующим теориям, не было достаточно времени для формирования так скоро после Большого взрыва.
Группа астрономов из Гарвардского университета (США) представила решение этой загадки. В статье, размещенной на сервере препринтов arXiv, они утверждают, что наблюдаемые объекты являются аккрецирующими черными дырами прямого коллапса. Этот тип черных дыр, в отличие от образующихся в результате гибели массивных звезд, формируется непосредственно из коллапсирующих облаков холодного газа в молодой Вселенной. Это позволяет им появляться уже обладая значительной массой, что снимает проблему недостатка времени для роста.
Ученые использовали радиационно-гидродинамические модели, чтобы смоделировать излучение таких черных дыр прямого коллапса. Моделирование показало, как взаимодействие падающего на черную дыру газа с производимым излучением создает плотную среду. Эта среда поглощает высокоэнергетическое излучение и переизлучает его в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах. После смещения в инфракрасную область из-за расширения Вселенной это излучение как раз и регистрируется телескопом «Уэбб» в виде «маленьких красных точек».
Модели успешно воспроизводят ключевые наблюдаемые характеристики: слабое рентгеновское излучение, наличие специфических линий ионизованных металлов, отсутствие признаков активного звездообразования и чрезвычайно компактные размеры объектов. Таким образом, открытие телескопа «Уэбб» может являться первым прямым свидетельством формирования массивных черных дыр на самых ранних этапах эволюции космоса, что подтверждает теоретические предсказания, сделанные десятилетиями ранее. Это исследование приближает науку к пониманию механизмов появления первых сверхмассивных черных дыр и их роли в формировании галактик.
Ранее Наука Mail рассказывала, что учеными открыта космическая «картошка» массой в 110 млрд солнц.
