«Маленькие красные точки» в ранней Вселенной могут быть черными дырами в газовых коконах

Найдено объяснение загадочных «маленьких красных точек», которые появлялись на снимках космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) с момента ввода его в эксплуатацию и озадачивали исследователей всего мира.

Об этом рассказывают в Копенгагенском университете, передают OstanniPodii.com.

С декабря 2021 года, когда JWST увидел первый свет, находясь примерно в 1,5 миллиона километров от Земли, исследователи со всего мира ломают голову над непонятными красными точками среди звезд и галактик на снимках, сделанных телескопом.

Так называемые «маленькие красные точки» можно увидеть, когда Вселенной было «всего» несколько сотен миллионов лет, а через миллиард лет они, кажется, исчезают. Так что же это было?

Некоторые ученые утверждали, что это были массивные галактики, достаточно мощные, чтобы JWST смог их обнаружить через 13 миллиардов лет. Но эта теория не очень согласовывалась с тем, сколько времени понадобилось этим галактикам, чтобы эволюционировать после Большого взрыва — они появились позже.

Однако после двух лет непрерывного анализа изображений с красными точками исследователи из Центра космического рассвета Института Нильса Бора нашли объяснение в самом мощном явлении нашей Вселенной: черных дырах. Таким образом, красные точки дали исследователям представление о том, как родились первые черные дыры Вселенной.

«Маленькие красные точки — это молодые черные дыры, в сто раз меньшие по массе, чем считалось ранее, окутанные коконом газа, который они поглощают, чтобы стать больше. Этот процесс генерирует огромное тепло, которое просвечивает сквозь кокон. Именно это излучение сквозь кокон придает маленьким красным точкам их уникальный красный цвет», — говорит профессор Дарах Уотсон, один из главных исследователей, стоящих за этим открытием, и добавляет: «Они гораздо менее массивны, чем считалось ранее, поэтому нам не нужно привлекать совершенно новые типы событий, чтобы их объяснить».

Открытие опубликовано в журнале Nature с попаданием на первую полосу.

Черные дыры — «неаккуратные едоки»

В настоящее время известно о сотнях маленьких красных точках, которые, как теперь установлено, являются молодыми черными дырами. Хотя они являются одними из самых маленьких черных дыр среди когда-либо обнаруженных, их масса все равно в 10 миллионов раз превышает массу Солнца, а диаметр составляет 10 миллионов километров.

Черные дыры поглощают все, что находится поблизости, и растут по мере поглощения. Но поскольку горизонт событий черных дыр не очень велик, газ, падающий внутрь, нагревается до таких высоких температур, что ярко светится и выделяет больше энергии, чем любой другой известный нам процесс. Это интенсивное излучение приводит к тому, что большая часть вещества, поглощаемого дырой, вылетает обратно.

«Когда газ падает в черную дыру, он спирально опускается в виде диска или воронки к поверхности черной дыры. В конце концов он набирает такую скорость и сжимается настолько плотно, что генерирует температуру в миллионы градусов и ярко светится. Но черная дыра поглощает только очень небольшую часть газа. Большая часть выталкивается обратно из полюсов во время вращения черной дыры. Вот почему мы называем черные дыры «неаккуратными едоками», — пояснил Дарах Уотсон.

Объяснение быстрого роста черных дыр

В центре нашей галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра, масса которой составляет 4,3 миллиона масс Солнца, и то же самое можно сказать обо всех других галактиках. Но черные дыры и их роль во Вселенной до сих пор окутаны тайной.

Новое открытие проливает свет на раннее развитие черных дыр и дает ответ на вопрос, как всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва уже могли существовать сверхмассивные черные дыры с массой, в миллиард раз превышающей массу Солнца.

«Мы зафиксировали молодые черные дыры в середине их стремительного роста на стадии, которую мы ранее не наблюдали. Плотный кокон газа вокруг них обеспечивает топливо, необходимое для их очень быстрого роста», — указал Дарах Уотсон.