Астрофизик объяснил «маленькие красные точки» на снимках ранней Вселенной

То, что Вселенная расширяется, стало ясно в том числе благодаря так называемому эффекту красного смещения: когда источник света удаляется от наблюдателя, его световая волна удлиняется, а самый длинноволновый видимый свет — красный. Если волна еще длиннее, излучение становится уже невидимым глазу — инфракрасным. Его улавливают только с помощью специальных инструментов.

Поэтому благодаря космической обсерватории «Джеймс Уэбб» удалось заглянуть так далеко, как не удавалось «Хабблу»: новый телескоп — инфракрасный. На его снимках галактики изображены в искусственных цветах. Самые далекие из них — одновременно и самые ранние, мы видим их такими, какими они были в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Они оказались необычно массивными для своего юного возраста. Астрофизики пришли к выводу, что многие существующие представления о Вселенной теперь придется пересмотреть.

Среди самых интересных объектов оказались «маленькие красные точки» (Little Red Dots). Их насчитывают более трех сотен и находят именно в молодой Вселенной. Это компактные объекты — не более 300 с небольшим световых лет в диаметре. Для сравнения, диаметр Млечного Пути — примерно 100 тысяч световых лет.

Ученые идентифицируют «маленькие красные точки» как активные галактические ядра — сверхмассивные черные дыры, интенсивно поглощающие притянутое вещество. Это значит, что их можно было бы называть квазарами — «квазизвездными» объектами, которые астрономы сначала принимали за звезды и лишь потом распознали как центральные области целых галактик. Квазары очень ярки за счет света, идущего от вещества вокруг черной дыры.

Впрочем, «маленькие красные точки» по сравнению с квазарами необычно тусклые. При этом для объектов возрастом в сотни миллионов лет эти объекты довольно внушительны — массы их центральных черных дыр оценивают в диапазоне от одного до 100 миллионов масс Солнца.

Астрофизик из Университета Пекина Кохеи Инаеши предложил объяснение в недавней статье, доступной на сервере препринтов arXiv. По его мнению, эти далекие галактические ядра находятся в настолько плотно заполненной веществом среде, что оно поглощает большую часть света и таким образом затеняет их. Это вполне соотносится с нынешними представлениями о юной Вселенной: поначалу она была компактной, и образовавшийся в ней водород должен был представлять собой густой «туман».

По расчетам исследователя, в этом тумане вещество могло коллапсировать в черные дыры с изначальной массой примерно в 10-100 тысяч солнечных масс, то есть образовать «семена» сверхмассивных черных дыр. Затем благодаря плотности окружающего вещества эти черные дыры могли набрать на порядки большую массу в кратчайшие сроки — за считаные миллионы лет.