«Маленькі червоні точки» у ранньому Всесвіті можуть бути чорними дірами в газових коконах

Знайдено пояснення загадкових "маленьких червоних точок", які з′являлися на знімках космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) з моменту введення його в експлуатацію та спантеличували дослідників усього світу.

Про це розповідають в Копенгагенському університеті, передають OstanniPodii.com.

З грудня 2021 року, коли JWST побачив перше світло, знаходячись приблизно за 1,5 мільйона кілометрів від Землі, дослідники з усього світу клопочуть собі голову над незрозумілими червоними точками серед зірок і галактик на знімках, зроблених телескопом.

Так звані «маленькі червоні точки» можна побачити, коли Всесвіту було «лише» кілька сотень мільйонів років, а через мільярд років вони, здається, зникають. То що ж це було?

Деякі вчені стверджували, що це були масивні галактики, достатньо потужні, щоб JWST зміг їх виявити через 13 мільярдів років. Але ця теорія не дуже узгоджувалася з тим, скільки часу знадобилося цим галактикам, щоб еволюціонувати після Великого вибуху — вони з′явилися пізніше.

Однак після двох років безперервного аналізу зображень з червоними точками дослідники з Центру космічного світанку Інституту Нільса Бора знайшли пояснення в найпотужнішому явищі нашого Всесвіту: чорних дірах. Таким чином, червоні точки дали дослідникам уявлення про те, як народилися перші чорні діри Всесвіту.

«Маленькі червоні точки — це молоді чорні діри, в сто разів менші за масою, ніж вважалося раніше, оповиті коконом газу, який вони поглинають, щоб стати більшими. Цей процес генерує величезне тепло, яке просвічує крізь кокон. Саме це випромінювання крізь кокон надає маленьким червоним точкам їх унікальний червоний колір», — каже професор Дарах Ватсон, один з головних дослідників, що стоять за цим відкриттям, і додає: «Вони набагато менш масивні, ніж вважалося раніше, тому нам не потрібно залучати абсолютно нові типи подій, щоб їх пояснити».

Відкриття опубліковано в журналі Nature з потраплянням на першу шпальту.

Чорні діри – «неакуратні їдці»

Наразі відомо про сотні маленьких червоних точок, які, як тепер встановлено, є молодими чорними дірами. Хоча вони є одними з найменших чорних дір серед коли-небудь виявлених, їхня маса все одно у 10 мільйонів разів перевищує масу Сонця, а діаметр становить 10 мільйонів кілометрів.

Чорні діри поглинають усе, що знаходиться поблизу, і зростають у міру поглинання. Але оскільки горизонт подій чорних дір не дуже великий, газ, що падає всередину, нагрівається до таких високих температур, що яскраво світиться та виділяє більше енергії, ніж будь-який інший відомий нам процес. Це інтенсивне випромінювання призводить до того, що велика частина речовини, яку поглинає діра, вилітає назад.

«Коли газ падає до чорної діри, він спірально опускається у вигляді диска або воронки до поверхні чорної діри. Врешті-решт він набирає таку швидкість і стискається настільки щільно, що генерує температуру в мільйони градусів та яскраво світиться. Але чорна діра поглинає лише дуже невелику частину газу. Більша частина виштовхується назад з полюсів під час обертання чорної діри. Ось чому ми називаємо чорні діри «неакуратними їдцями», — пояснив Дарах Ватсон.

Пояснення швидкого зростання чорних дір

У центрі нашої галактики Чумацький Шлях знаходиться надмасивна чорна діра, маса якої становить 4,3 мільйона мас Сонця, і те саме можна сказати про всі інші галактики. Але чорні діри та їхня роль у Всесвіті досі оповиті таємницею.

Нове відкриття проливає світло на ранній розвиток чорних дір і дає відповідь на питання, як лише через 700 мільйонів років після Великого вибуху вже могли існувати надмасивні чорні діри з масою, що в мільярд разів перевищує масу Сонця.

«Ми зафіксували молоді чорні діри в середині їхнього стрімкого зростання на стадії, яку ми раніше не спостерігали. Щільний кокон газу навколо них забезпечує паливо, необхідне для їхнього дуже швидкого зростання», — вказав Дарах Ватсон.

• телескоп Вебба
• Чорні діри