Астрономы подтвердили существование массивных объектов, подобных звёздам, работающих на энергии чёрных дыр в их центрах. Это открытие бросает вызов существующим моделям формирования ранних галактик и предлагает возможное объяснение загадочным наблюдениям, сделанным телескопом Джеймса Уэбба (JWST). Эти “чёрные звёзды”, как их называют, по-видимому, были распространены в первые миллиарды лет существования Вселенной, но сегодня их аналогов не существует, что указывает на утраченный способ роста сверхмассивных чёрных дыр.
Загадка Маленьких Красных Точек
JWST изначально обнаружил популяцию необычайно ярких, компактных и красных галактик — получивших название “маленькие красные точки” (LRD) — которые не поддавались простой классификации. Теории варьировались от плотно упакованных звёздных скоплений до сверхмассивных чёрных дыр, скрытых пылью, но ни одна из них полностью не объясняла наблюдаемые световые узоры. Спектры LRD не соответствовали ни одному из этих явлений, что привело астрономов в замешательство.
Гипотеза о Чёрных Звёздах
Растущий консенсус предполагает, что LRD — это массивные сферы газа, окружающие центральные чёрные дыры. По мере того как вещество падает в эти чёрные дыры, выделяется огромное количество гравитационной энергии, заставляя окружающий газ светиться очень интенсивно — напоминая звезду, но во много раз ярче. Эти чёрные звёзды были бы в миллиарды раз ярче нашего Солнца, но работали бы на совершенно ином механизме, чем ядерный синтез.
Нарастают Доказательства: Спектры и Изменчивость
Недавний анализ более сотни LRD показывает, что их световые спектры тесно соответствуют спектру единой, гладкой поверхности — характерной для звёзд. Это контрастирует со сложными спектрами типичных галактик, которые объединяют свет от нескольких источников. Кроме того, наблюдаемые колебания яркости, даже при просмотре через гравитационные линзы (позволяющие наблюдать с задержкой во времени в течение десятилетий), соответствуют теоретическим моделям аккреционных дисков чёрных дыр.
“Модель чёрной звезды существовала какое-то время, но считалась настолько странной и нелепой, но на самом деле она, кажется, работает и имеет больше всего смысла”, — говорит Джиллиан Белловари из Американского музея естественной истории.
Проблемы и Будущие Исследования
Хотя сильные доказательства подтверждают гипотезу о чёрных звёздах, окончательное подтверждение наличия чёрной дыры в каждом ядре остаётся сложной задачей. Плотная газовая оболочка затрудняет прямое наблюдение, заставляя астрономов полагаться на косвенные измерения, такие как колебания яркости. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на обнаружении характерных шаблонов изменчивости чёрных дыр и уточнении моделей раннего роста чёрных дыр.
Эти выводы предполагают ранее неизвестную фазу в эволюции ранней Вселенной, где чёрные дыры могли расти по принципиально иному механизму, чем тот, который мы наблюдаем сегодня. Понимание срока службы и вклада этих чёрных звёзд имеет решающее значение для реконструкции истории формирования сверхмассивных чёрных дыр, которые теперь находятся в центрах почти всех галактик.
