Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) виявив загадкові «маленькі червоні крапки» в ранньому Всесвіті, що викликало суперечки про їхнє походження. Початкові теорії припускали, що це чорні діри, що швидко ростуть, але нові дослідження вказують на те, що це можуть бути масивні зірки, що знаходяться на межі колапсу, потенційні предки перших надмасивних чорних дір. Це відкриття змінює наше розуміння ранньої еволюції галактик та того, як утворилися чорні дірки.
Загадка червоних точок
Ці компактні, червоні об’єкти з’явилися в перші 2 мільярди років після Великого вибуху, здивувавши астрономів своїм невеликим розміром і відсутністю очікуваного рентгенівського випромінювання, зазвичай пов’язаного з чорними дірками, що активно поглинають. Їхні спектри також позбавлені металевої сигнатури, що часто зустрічається навколо чорних дірок, що вказує на хімічно незаймане середовище. Ця невизначеність змусила Девеша Нандала та Аві Лоеба з Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики дослідити альтернативу: ці точки можуть бути надмасивними зірками в останні моменти їхнього існування.
Надмасивні зірки як можливе пояснення
Дослідницька група розробила модель первісних надмасивних зірок – зірок першого покоління (Population III), що потенційно досягають тисяч мас Сонця. Ці зірки, що утворилися з водню та гелію, передбачають, що вони колапсують у надмасивні чорні дірки після смерті.
Їх моделювання відповідало спостеріганим рівням яскравості та спектральним характеристикам двох конкретних червоних точок (MoM-BH*-1 та The Cliff), включаючи чітке “V-подібне” поглиблення в їх спектрах. Це поглиблення, що спочатку приписується поглинанню пилом, тепер, схоже, виходить із самої атмосфери зірки. Якби такі зірки існували, вони природно створювали б спостерігаються характеристики.
Недовговічне явище
Ці гіпотетичні зірки горіли б яскраво всього близько 10 000 років (для найпотужніших) або мільйона років (для зірок з масою від 10 000 до 100 000 сонячних мас), що ускладнює їх виявлення. Короткий термін життя викликає питання, чому вже виявлено сотні цих об’єктів.
Команда припускає, що не всі червоні крапки можна пояснити цією моделлю, що означає, що деякі з них ще можуть бути чорними дірками. Ключовим тестом буде виявлення рентгенівського випромінювання, що підтвердить активність чорної дірки. Мінливість яскравості також підтримуватиме гіпотезу про чорну дірку, оскільки зірки випромінюють світло стабільніше.
Наступні кроки для підтвердження
Вирішальний доказ полягає у детальних спектроскопічних вимірах газу, що оточує ці точки. Наявність азоту підтвердить теорію надмасивних зірок, тоді як сильні лінії неону вкажуть на чорну дірку. Радіо спостереження за допомогою таких об’єктів, як Square Kilometre Array також можуть виявити випромінювання від чорних дір, яке в іншому випадку може бути приховано пилом.
Якщо це чорні дірки, радіохвилі вирвуться і будуть виявлені. Якщо це зірки, ми маємо побачити послідовне, стійке випромінювання.
Зрештою, чи уявляють ці «маленькі червоні крапки» останні моменти вмираючих зірок чи місця народження чорних дірок, ще доведеться побачити. Подальші спостереження матимуть вирішальне значення для вирішення цієї космічної загадки.
