Астрономи підтвердили існування масивних зіркоподібних об’єктів, що живляться енергією чорних дір у своїх центрах. Це відкриття кидає виклик існуючим моделям раннього формування галактик і пропонує можливе пояснення загадкових спостережень, зроблених телескопом Джеймса Вебба (JWST). Ці «чорні зірки», як їх називають, очевидно були поширені в перші мільярди років існування Всесвіту, але сьогодні аналогів не існує, що вказує на втрачений метод зростання надмасивних чорних дір.
Таємниця маленьких червоних крапок
JWST спочатку виявив популяцію надзвичайно яскравих, компактних і червоних галактик, які отримали назву «маленькі червоні крапки» (LRD), які не піддавалися легкій класифікації. Теорії варіювалися від щільно упакованих зоряних скупчень до надмасивних чорних дір, прихованих пилом, але жодна з них не пояснювала повністю спостережувані моделі світла. Спектри LRD не відповідали жодному з цих явищ, що збентежило астрономів.
Гіпотеза Чорної зірки
Зростаючий консенсус припускає, що LRD — це масивні сфери газу, що оточують центральні чорні діри. Коли речовина потрапляє в ці чорні діри, виділяється величезна кількість гравітаційної енергії, що змушує навколишній газ світитися дуже інтенсивно — нагадуючи зірку, але у багато разів яскравіше. Ці чорні зірки були б у мільярди разів яскравіші за наше Сонце, але діяли б за зовсім іншим механізмом, ніж ядерний синтез.
Докази: спектри та мінливість
Нещодавній аналіз більш ніж сотні LRD показує, що їхні спектри світла дуже збігаються зі спектрами єдиної гладкої поверхні, характерної для зірок. Це контрастує зі складними спектрами типових галактик, які поєднують світло від кількох джерел. Крім того, спостережувані флуктуації яскравості, навіть якщо їх розглядати через гравітаційні лінзи (що дозволяють проводити спостереження з часовими затримками на десятиліття), узгоджуються з теоретичними моделями акреційних дисків чорної діри.
«Модель чорної зірки існувала деякий час, але вважалася такою дивною та смішною, але насправді вона працює і має найбільший сенс», — каже Джилліан Белловарі з Американського музею природної історії.
Виклики та майбутні дослідження
Хоча вагомі докази підтверджують гіпотезу про чорну зірку, остаточне підтвердження наявності чорної діри в кожному ядрі залишається проблемою. Щільна газова оболонка ускладнює пряме спостереження, змушуючи астрономів покладатися на непрямі вимірювання, такі як коливання яскравості. Майбутні дослідження будуть зосереджені на виявленні характерних моделей мінливості чорної діри та вдосконаленні моделей раннього зростання чорної діри.
Ці знахідки свідчать про раніше невідому фазу в еволюції раннього Всесвіту, де чорні діри могли виростати за принципово іншим механізмом, ніж той, який ми спостерігаємо сьогодні. Розуміння тривалості життя та внеску цих чорних зірок має вирішальне значення для реконструкції історії формування надмасивних чорних дір, які зараз знаходяться в центрах майже всіх галактик.
