По всем правам они не должны существовать.
Когда космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА (JWST) впервые открыл глаза на далекое прошлое, он заметил сотни крошечных, блестящих предметов, светящихся красными во вселенной, всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва. Эти «маленькие красные точки», как они называли астрономами, блестящие с такой удивительной яркостью и плотностью, что они, казалось, бросили вызов основным правилам космологии.
«Это похоже на поиск малыша, который высотой шесть футов», – сказал Энтони Тейлор, научный сотрудник из Техасского университета в Остине.
Сначала астрономы подозревали, что смотрят на ранние, необычайно компактные галактики. Но дальнейшие наблюдения не соответствовали этой идее. Точки были слишком маленькими, слишком красными и слишком светящимися. Они не соответствовали ни одной известной категории звезды или галактики.
Теперь, после нескольких месяцев растущих доказательств, исследователи рассматривают радикальное новое объяснение. Маленькие красные точки могут быть совершенно новым видом космического объекта: звезды черной дыры.
Черная дыра, завернутая в огонь
Идея выглядит так: каждая точка представляет собой огромный кокон горячего газа – больше, чем наша солнечная система – это светится как звезда. Но вместо того, чтобы быть основанным на ядерном слиянии, как обычные звезды, эти объекты сияют из -за огромного тепла, генерируемого черной дырой, спрятанной внутри.
«По сути, газ непрозрачен, и поэтому он излучается как звезда», – объяснила Дженни Грин, астрофизик в Принстонском университете, в интервью с Science MagПолем
Концепция «звезда черной дыры» не совсем нова. Теоретический физик Митч Бегелман и его коллеги впервые предложили его два десятилетия назад под названием квази-звездаПолем В этой модели гигантская звезда формируется в начале вселенной, затем падает в черную дыру. Черная дыра, вместо того, чтобы взорвать его внешние слои, окутается в них. Он продолжает расти, нагревая конверт газа изнутри – превращая весь объект в единую, опухшую, светящуюся сферу.
«Это то, что делает квази-звездный конверт»,-сказал Бегельман НаукаПолем «Это принудительно кормить черную дыру, вталкивая в нее материю».
Не пыль, не галактики, а не звезды
Маленькие красные точки, или LRD, впервые появились в данных из ранних обзоров глубокого неба JWST. С тех пор исследователи обнаружили около 340 из них в нескольких программах, в том числе расширенное глубокое экстрагалактическое обследование и обследование рубин. Каждый из них невероятно компактен-часто не более 500 световых лет-и невероятно яркий, иногда соперничающий с яркостью полноразмерной галактики.
«Если вы посмотрите на очень яркий объект в ранней вселенной и предположим, что это все звезды, то он выходит необычайно массивным – почти слишком массивным, чтобы собраться в эпоху вселенной до того времени», – сказал Тейлор Журнал SymmetryПолем
Первоначально некоторые ученые думали, что это могут быть галактики, полные стареющих звезд, или скрытые пылью. В конце концов, пыль может блокировать ультрафиолетовое и рентгеновское излучение и повторно его в качестве красного света, объясняя как их цвет, так и с тусклой рентгеновской подписью.
Но эта идея развалилась в начале этого года. Используя большие миллиметровые/субмиллиметровые массивы (ALMA) и собственные инструменты JWST в среднем инфракрасных инструментах, астрономы искали признаки пыли в десятках LRD. Они не нашел ни одногоПолем
«Они не пыльные», – сказал Грин. «То, что мы видим, это действительно свет, который исходит от этой вещи, что бы это ни было».
Спектральные данные только углубили загадку. Когда астрономы сломали свет из этих объектов, они обнаружили отличительные линии излучения газа водорода, нагретые до экстремальных температур – именно тот вид сигнала, наблюдаемый вокруг активных черных отверстий. Но, как ни странно, были также особенности, типичные для звездной атмосферы, такие как линии поглощения и красный пик. Один исследователь описал их спектральный профиль как «V-образную», наклоняясь на ультрафиолетовое и снова поднимаясь в оптической.
«Очень быстро появилась целая кучка особенностей, что показало, что это на самом деле не похожи на любой класс объекта, который мы действительно знали», – сказал Рохан Найду из MIT.
Спешно выращивание монстров
Более глубокая головоломка выходит за рамки того, что эти объекты. Это то, чем они становятся.
Большинство больших галактик сегодня – включая Млечный Путь – гавань супермассивные черные дыры в своих центрах. Но то, как эти гиганты сформировались всего за несколько миллиардов лет, остается открытым вопросом. Одна теория говорит, что они выросли из маленьких звездных черных дыр, которые с течением времени объединялись и нарастали материал. Другой представляет быстрые роды гораздо более крупных черных дыр с такими событиями, как прямой обрушение газа или квазизвезды.
Маленькие красные точки, кажется, поддерживают последнее.
Если дополнительные доказательства подтверждают, что LRDS Harbour, настраивающие черные дыры, они могут представлять формирующую фазу супермассивных черных дыр, которые теперь разбросаны по всей вселенной.
В некоторых случаях исследователи считают, что черная дыра внутри LRD может составлять от 10 до 50% от общей массы объекта. Это дико отличается от местных галактик, где черная дыра обычно весит всего 0,1% от массы галактики хозяина.
«Либо они очень маленькие черные дыры, которые делают обильное количество света, либо мы выращиваем массу черной дыры быстрее, чем мы когда -либо думали раньше», – сказал Грин. «Оба из них действительно захватывающие и интересные по -разному».
Незаконченные ответы, ускоряющие вопросы
Несмотря на волнение, ученые все еще осторожны. Пока нет прямых доказательств того, что черные дыры сидят в основе каждой маленькой красной точки. Отсутствие рентгеновских лучей, обычно излучаемых путем аккреции черных отверстий, остается главной головоломкой.
Многие LRD также показывают признаки особенностей, обычно связанных со старыми звездами, такими как линии поглощения и Balmer Breaks – внезапное падение света на определенных длине волны. Но некоторые исследователи считают, что турбулентный, плотный газ вокруг черной дыры может имитировать эти же спектральные черты.
«Это говорит нам о том, что они являются предшественниками какой -либо другой группы населения», – сказал Акинс. «Тогда они развиваются и становятся чем -то другим».
И пока маленькие красные точки кажутся феноменом заморожены во времени. Они появились в узком кусочке космической истории – между 600 миллионами до 1,5 миллиарда лет после большого взрыва – а затем исчез. Они не появляются в сегодняшней вселенной.
Это может измениться. Команда, возглавляемая Сяодзин Лин из Университета Цинхуа, недавно сообщила о нескольких объектах, подобных LRD Всего 2,5 миллиарда световых летПолем Эти более близкие примеры могут дать астрономам лучший шанс разрешить их внутреннюю структуру.
Команда Лин обеспечила время на космическом телескопе Хаббла, чтобы найти признаки взаимодействий – оттоки, приток и другие нарушения – которые могут показать, как работает звезда черной дыры.
Между тем, астрономическое сообщество готовится к потоку новых данных JWST. Многие из программ наблюдения за четвертым циклом телескопа, которые начались в июле, будут сосредоточены на маленьких красных точках. Некоторые команды будут искать краткосрочные вариации яркости-курение для черных дыр. Другие будут охотиться за контрольными признаками звездного старения.
Поле все еще широко открыто. Но загадка, когда -то размытие, заточена.
И если сам Млечный Путь когда -то был маленькой красной точкой? «Я могу полностью представить это, – добавил Грин, – а потом это как бы выбило на оставшуюся часть космического времени.
2025-08-01 23:21:00
1754091937
#Первые #маленькие #красные #точки #вселенной #могут #быть #новым #видом #звезды #черной #дырой #внутри
По теме
