Иллюстрация квазизвезды — потенциально нового класса космических объектов с поглощающей материю чёрной дырой в центре и плотным коконом турбулентного газа, окружающим ее как звезду.
Астрономы обнаружили новый объект, который может помочь пролить свет на загадочные «маленькие красные точки», впервые замеченные «Уэббом» в 2022 году.
По словам исследователей, недавно обнаруженный объект, который они прозвали «Утёс» [the Cliff], позволяет предположить, что маленькие красные точки представляют собой совершенно новый класс космических объектов, известных как «звезды-чёрные дыры», или квазизвёзды. Этот новый гипотетический объект, по сути, представляет собой чёрную дыру, окружённую газовым коконом, который разогревается из-за быстро поглощаемой чёрной дырой материи, что заставляет его светиться как звезду.
Ранее астрономы предлагали альтернативные объяснения для этих крошечных красных объектов. Сначала их считали массивными галактиками из ранней Вселенной, а позже связывали с активно питающимися сверхмассивными чёрными дырами.
Однако все эти теории всё ещё развиваются, поэтому неясно, являются ли эти точки экзотическими объектами или просто этапом роста галактик или чёрных дыр. Астрономы предложили для них две модели. «Одной из возможностей является то, что маленькие красные точки представляют собой чрезвычайно массивные и компактные галактики с интенсивным звездообразованием, что приводит к очень большой плотности звёзд в их ядрах», — сказал Фабио Пакуччи, астрофизик из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики, который не участвовал в новом исследовании. Этот сценарий предполагает, что маленькие красные точки — это крошечные, но плотные галактики, богатые звёздами, и что в них происходят экзотические, никогда ранее не наблюдавшиеся процессы.
«Другая возможность заключается в том, что в их центрах находятся массивные чёрные дыры, которые часто кажутся сверхмассивными по сравнению со звёздной массой их галактик», — сказал он. В обоих случаях красный цвет будет обусловлен огромным количеством пыли, окружающей объект.
Второе объяснение означало бы, что маленькие красные точки — это галактики, питаемые массивной чёрной дырой в их центре. «Оба объяснения расширяют границы нашего нынешнего понимания ранней эволюции галактик», — сказал Пакуччи.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Astronomy & Astrophysics, группа астрономов под руководством Анны де Грааф из Института астрономии имени Макса Планка изучила необычную маленькую красную точку, которая существовала через 1,8 миллиарда лет после Большого взрыва.
Эта маленькая красная точка, свет от которой дошёл до нас почти за 12 миллиардов лет, была обнаружена среди многих других маленьких красных точек, идентифицированных в рамках проекта Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey (RUBIES), полученных с помощью «Уэбба».
В свете этого объекта исследователи заметили очень резкий скачок яркости, называемый разрывом Бальмера. Хотя такой рост яркости часто встречается в свете различных объектов, резкость, наблюдаемая в свете этого объекта, не могла быть объяснена массивными галактиками или типичными активными ядрами галактик, как обнаружили исследователи. Они идентифицировали его как преувеличенную версию маленькой красной точки и назвали «Утёсом» из-за резкого роста спектра.
Изображение, показывающее спектр света «Утёса», древнего красного объекта, который может быть чёрной дырой, окружённой оболочкой горячего газа.
Эта необычно сильная особенность заставила астрономов задуматься, не увидели ли они что-то совершенно новое. Яркость объекта указывала на очень энергичный источник, а разрыв Бальмера возникает из-за плотного водорода при определённой температуре, пояснила де Грааф. Эти две подсказки привели к гипотезе о квазизвезде.
«Квазизвёзды — это массивные чёрные дыры, окружённые плотным газом», — пояснилf де Грааф. Когда чёрные дыры аккрецируют окружающее вещество, они излучают много света и, следовательно, нагревают газ, заставляя его светиться и выглядеть как звезда.
«Ключевое отличие, конечно, заключается в том, что обычные звёзды питаются ядерным синтезом, чего здесь не происходит», — сказал де Грааф. Квазизвезду можно представить как горячий объект, завёрнутый в сверхтолстое одеяло.
«Гипотеза о квазизвезде безусловно интригует», — сказал Пакуччи. «Эта работа интересна тем, что пытается соединить необъяснимые наблюдательные особенности Маленьких красных точек с такими теоретическими идеями».
Источник: habr.com