Коли космічний телескоп James Webb (JWST) розпочав роботу 2022 року, він розширив горизонт спостережного Всесвіту. Серед перших сюрпризів були маленькі червоні цятки (Little Red Dots, LRD) — тьмяні об’єкти, які вже існували лише через 600 млн років після Великого вибуху. Їхня яскравість свідчила про неймовірну масу, порівняну з галактичною. Дивні об’єкти стали однією із загадок, яку породило відкриття телескопа в глибокому космосі. Науковці спробували знайти пояснення дивним об’єктам.
Спочатку домінувала думка, що LRD — це активні галактичні ядра з надмасивними чорними дірами, що пояснювало їхній червоний колір, сформований розігрітим газом та пилом у акреційних дисках. Однак спостереження не підтверджували гіпотезу: не виявлені рентгенівські промені, інфрачервоний спектр був незвичним, а мінливість — мінімальною. Крім того, наявність стількох надмасивних об’єктів так рано суперечила стандартним космологічним моделям.
Зорі-гіганти
Нове дослідження науковців з Університету Вірджинії та Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (Д. Нандал, А. Лоеб) пропонує радикально інше пояснення. Науковці припустили, що LRD — це не галактики, а гіпотетичні надмасивні зорі масою близько мільйона сонячних. Теоретично такі світила могли утворитися лише в ранньому Всесвіті, які тоді складалися лише з чистого водню та гелію (популяція III) — саме вони вважаються «зародками» майбутніх надмасивних чорних дір.
Нандал та Лоеб створили детальні моделі атмосфер безметалевих надмасивних зір. Виявилося, що їхня світність ідеально відповідає спостережуваній у Little Red Dots. Найважливішим аргументом став спектр: модель успішно відтворила унікальну V-подібну форму розриву Бальмера та наявність сильної лінії Hβ у випромінюванні поряд із лініями поглинання, що характерно для маленьких червоних цяток. Це пояснюється надзвичайно щільною та розширеною фотосферою навколо надмасивних світил.
Теорія надмасивних зір пропонує єдине пояснення всіх вивчених властивостей «маленьких червоних цяток», на відміну від складних моделей активних галактичних ядер, що вимагають додаткового пояснення. Гіпотеза також відповідає на головну загадку: як надмасивні чорні діри з’явилися так рано? Надмасивні зорі, життя яких тривало не більш ніж 1000 років, колапсували у чорні діри, стаючи зародками для майбутніх квазарів. Їхня рідкісність узгоджується з малою кількістю LRD.
Майбутнє досліджень
Хоч модель надмасивних зір дуже переконлива, остаточне підтвердження вимагатиме нових даних та вдосконалених моделей. Спостереження малих червоних цяток — це межа можливостей James Webb. Наразі відкриття потенційно змінює наше розуміння раннього Всесвіту, вказуючи на надмасивні зорі як на ключовий етап народження гігантських чорних дір та еволюції космосу. Якщо теорія підтвердиться, то це проллє світло на одне з найглибших питань астрономії.
Раніше ми розповідали, як були відкриті квазари.
За матеріалами Science Alert
