Ученые обнаружили рентгеновский сигнал, совпадающий с положением одной из загадочных маленьких красных точек, которые нашел телескоп Джеймс Уэбб. Это открытие укрепило теорию, что такие точки представляют собой так называемые звезды из черной дыры. Речь идет об огромных плотных сгустках газа, которые получают энергию от растущей сверхмассивной черной дыры внутри них.
Почему это важно для космологии
Эти маленькие красные точки могут оказаться самым большим космологическим открытием телескопа Уэбб за все время. Возможно, они важнее даже обнаружения темной энергии в 1998 году. Если астрономы правы в своих предположениях, то точки станут недостающим звеном в формировании не только сверхмассивных черных дыр, но и галактик, которые вокруг них растут.
Совпадение, которое искали десять лет
Новую рентгеновскую точку опознали, когда сравнили снимки Уэбба с архивными данными обсерватории Чандра. Астроном из Принстонского университета Энди Гулдинг рассказал, что этот объект числился в обзоре Чандры более десяти лет, но никто не понимал его важности до того, как Уэбб снял этот участок неба.
Каталогизированный источник 3DHST-AEGIS-12014 оказался точно в том же месте, где телескоп Уэбб увидел маленькую красную точку. Энергия этого рентгеновского источника похожа на энергию квазаров. Квазары — это галактики с чрезвычайно активной черной дырой.
Что из себя представляют эти объекты
Красные точки очень компактны, их размер не превышает нескольких сотен световых лет. Они имеют красный цвет, что говорит об их относительной холодности. Недавнее исследование под руководством Анны де Грааф из Гарварда нашло в них водяной пар. Его наличие указывает на температуру от 1700 до 3700 градусов Цельсия. Для человека это очень жарко, но для звезд — прохладно. Наше Солнце горячее.
Кроме того, эти точки находятся очень далеко. Измерения показывают, что они существовали 12 миллиардов лет назад или даже раньше. Снимки телескопа Хаббл говорят, что объект 3DHST-AEGIS-12014 мы видим таким, каким он был 11,8 миллиарда лет назад.
Как рождаются сверхмассивные черные дыры
Эта загадка давно мучает ученых. Есть два пути. Первый — снизу вверх, когда мелкие черные дыры от взрывов сверхновых сливаются друг с другом. Второй — сверху вниз, когда коллапсирует огромное газовое облако массой в сотни тысяч или миллионы масс Солнца.
Маленькие красные точки считают именно такими облаками. Внутри них прячется растущая черная дыра, которая пожирает облако изнутри наружу. Само облако светится от тепла и энергии вещества, кружащегося вокруг дыры.
Первый рентгеновский сигнал
Рафаэль Хвидинг из Института астрономии Макса Планка в Германии, который возглавлял исследование, заявил, что астрономы несколько лет пытались понять природу этих точек. По его словам, этот единственный рентгеновский объект может стать той самой зацепкой, которая соединит все детали воедино. Исследование опубликовано в марте в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Если команда Хвидинга права, то это первая маленькая красная точка, замеченная в рентгеновском диапазоне. Обычные растущие черные дыры в квазарах светятся в рентгене, потому что вещество разогревается до миллионов градусов. Но у красных точек окружающий газ поглощал бы это излучение до того, как оно вырвется в космос. Значит, объект 3DHST-AEGIS-12014 — особенный.
Почему мы видим рентгеновские лучи
Ученые считают, что это переходный объект. Он находится между рождением черной дыры внутри красной точки и голой сверхмассивной дырой, которую мы видим в центре активных галактик. Когда дыра пожирает облако изнутри, в нем появляются дыры. Они служат окнами в сердце объекта. Именно через эти окна и вырываются рентгеновские лучи.
Кроме того, наблюдения Чандры показывают, что яркость этого источника может меняться. Это происходит, когда огромное облако вращается, и разные по размеру окна поворачиваются к нам.
Что будет, если гипотеза подтвердится
Истинная природа этого объекта пока не доказана на сто процентов. Есть и другой вариант: экзотическая горячая пыль вокруг сверхмассивной черной дыры. Но такую пыль никогда не видели, что делает этот сценарий маловероятным.
Астроном Ханьпу Лю из Принстонского университета пояснил, что если ученые подтвердят природу этого объекта как переходной красной точки, то у них появится сильнейший аргумент в пользу того, что рост сверхмассивных черных дыр находится в центре всего этого явления.
Если гипотеза верна, маленькие красные точки станут ключевым элементом в понимании того, как формируются галактики и их черные дыры. Это поможет астрономам разобраться в ранней истории таких галактик, как наш Млечный Путь. Мечта астрономов, которая появилась еще с тех пор, как Эдвин Хаббл понял, что существуют другие галактики.
