Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил загадочные «маленькие красные точки» в ранней Вселенной, что вызвало споры об их происхождении. Первоначальные теории предполагали, что это быстрорастущие черные дыры, но новые исследования указывают на то, что это могут быть массивные звезды, находящиеся на грани коллапса, потенциальные предки первых сверхмассивных черных дыр. Это открытие меняет наше понимание ранней эволюции галактик и того, как образовались черные дыры.
Загадка красных точек
Эти компактные, красноватые объекты появились в первые 2 миллиарда лет после Большого взрыва, удивив астрономов своим небольшим размером и отсутствием ожидаемого рентгеновского излучения, обычно связанного с активно поглощающими черными дырами. Их спектры также лишены металлической сигнатуры, часто встречающейся вокруг черных дыр, что указывает на химически нетронутую среду. Эта неопределенность заставила Девеша Нандала и Ави Лоэба из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики исследовать альтернативу: эти точки могут быть сверхмассивными звездами в последние моменты их существования.
Сверхмассивные звезды как возможное объяснение
Исследовательская группа разработала модель первобытных сверхмассивных звезд — звезд первого поколения (Population III), потенциально достигающих тысяч масс Солнца. Эти звезды, образовавшиеся из водорода и гелия, предсказывают, что они коллапсируют в сверхмассивные черные дыры после смерти.
Их моделирование соответствовало наблюдаемым уровням яркости и спектральным характеристикам двух конкретных красных точек (MoM-BH*-1 и The Cliff), включая отчетливое «V-образное» углубление в их спектрах. Это углубление, первоначально приписываемое поглощению пылью, теперь, похоже, исходит из самой атмосферы звезды. Если бы такие звезды существовали, они естественным образом создавали бы наблюдаемые характеристики.
Недолговечное явление
Эти гипотетические звезды горели бы ярко всего около 10 000 лет (для самых массивных) или до миллиона лет (для звезд с массой от 10 000 до 100 000 солнечных масс), что затрудняет их обнаружение. Короткий срок жизни вызывает вопросы о том, почему уже обнаружены сотни этих объектов.
Команда предполагает, что не все красные точки можно объяснить этой моделью, что означает, что некоторые из них все еще могут быть черными дырами. Ключевым тестом будет обнаружение рентгеновского излучения, что подтвердит активность черной дыры. Изменчивость яркости также будет поддерживать гипотезу о черной дыре, поскольку звезды излучают свет более стабильно.
Следующие шаги для подтверждения
Решающее доказательство заключается в детальных спектроскопических измерениях газа, окружающего эти точки. Наличие азота подтвердит теорию сверхмассивных звезд, в то время как сильные линии неона укажут на черную дыру. Радио наблюдения с помощью таких объектов, как Square Kilometre Array, также могут обнаружить излучение от черных дыр, которое в противном случае может быть скрыто пылью.
Если это черные дыры, то радиоволны вырвутся и будут обнаружены. Если это звезды, мы должны увидеть последовательное, устойчивое излучение.
В конечном счете, представляют ли эти «маленькие красные точки» последние моменты умирающих звезд или места рождения черных дыр, еще предстоит увидеть. Дальнейшие наблюдения будут иметь решающее значение для разрешения этой космической загадки.
