Космічний телескоп James Webb (JWST) продовжує підносити сюрпризи під час дослідження глибокого космосу. Аналізуючи інфрачервоні знімки з високою роздільною здатністю, міжнародна група астрономів під керівництвом Такумі Танаки з Інституту Кавлі Токійського університету виявила чотири пари-кандидати Маленьких червоних цяток (Little Red Dots, LRD). Ці об’єкти розташовані на відстані лише від кількох тисяч до кількох десятків тисяч світлових років один від одного й існували, коли вік Всесвіту становив приблизно 1 млрд років.
Результати дослідження, опубліковані в Publications of the Astronomical Society of Japan, вказують на те, що швидко зростаючі чорні діри раннього Всесвіту нерідко утворювали тісні дуети через взаємодію своїх материнських галактик.
Погляд піксель за пікселем
Об’єкти LRD є однією з найбільших загадок James Webb. Вони поєднують синє ультрафіолетове випромінювання з різким зростанням у червоному оптичному спектрі. Більшість даних свідчить, що LRD — це молоді надмасивні чорні діри, заховані у щільних коконах із газу.
Раніше астрономи шукали LRD за загальною яскравістю та компактністю об’єкта. Проте цей підхід мав суттєву «сліпу зону»: якщо два об’єкти розташовані надто близько, їхнє світло зливається, і система втрачає параметри поодинокої точки, через що алгоритми її ігнорують.
Щоб обійти це обмеження, команда Танаки застосувала новий метод аналізу даних приладу NIRCam з огляду COSMOS-Web. Науковці дослідили колір кожного окремого пікселя зображення. Це дозволило розпізнати близькі структури, що незалежно демонструють спектральні ознаки LRD, та відсіяти можливі перешкоди, наприклад, коричневі карлики.
Схожа адреса
У результаті аналізу дослідники виділили чотири системи з проєкційною відстанню між компонентами від 1 до 7 кілопарсеків. Для порівняння, діаметр Чумацького Шляху становить близько 30,6 кілопарсека або 100 тис. світлових років.
Щоб виключити випадкове оптичне накладання об’єктів, розташованих на різній глибині космосу, дослідники використали безщілинну спектроскопію James Webb. Для двох пар вдалося підтвердити однакове червоне зміщення — 5,822 та 5,464 відповідно. Це доводить, що об’єкти є справжніми фізичними сусідами, розташованими на відстанях 1,64 та 7,36 кілопарсека. Моделювання показало, що таке тісне групування у десятки разів перевищує випадкову ймовірність.
Шлях до народження гігантів і гравітаційних хвиль
Зближення та зіткнення галактик у ранньому Всесвіті спрямовували величезні об’єми газу до їхніх центрів. Ця речовина водночас «годувала» центральні чорні діри та зближувала їх під дією гравітації.
Виявлені системи є фіксацією раннього етапу цього процесу. Якщо чорні діри всередині LRD зрештою зіллються, це пояснить, як надмасивні чорні діри змогли вирости до гігантських розмірів за напрочуд короткий за космічними мірками час. Крім того, такі катаклізми генеруватимуть потужні гравітаційні хвилі, які у майбутньому зможуть фіксувати космічні обсерваторії нового покоління, такі як LISA.
Наразі дві з чотирьох систем очікують на спектроскопічне підтвердження, а команда планує розширити піксельний пошук на більші масиви даних JWST, щоб з’ясувати реальний масштаб злиттів чорних дір на світанку часу.
Раніше ми розповідали про те, як James Webb кинув виклик науці щодо віку Всесвіту.
За матеріалами bioscience.com.pk
