Космический телескоп "Джеймс Уэбб" (JWST) обнаружил загадочные космические образования, названные "маленькими красными точками" (Little Red Dots, LRD). Эти компактные объекты с красноватым свечением представляют интерес для астрофизиков из-за их необычной световой сигнатуры. Новое исследование предполагает, что эти объекты могут быть молодыми сверхмассивными черными дырами, которые аномально быстро развились до огромных размеров.
С начала работы в декабре 2021 года телескоп "Джеймс Уэбб" значительно расширил наши познания о Вселенной. Он обнаружил древнейшие галактики, возникшие всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Например, галактика JADES-GS-z13-1 образовалась через 330 миллионов лет после возникновения Вселенной, что указывает на более раннее начало реионизации, чем предполагалось. Телескоп также нашел массивные галактики возрастом более 12,8 миллиарда лет, названные "красными монстрами", содержащие до 100 миллиардов солнечных масс, что ставит под сомнение традиционные теории формирования звезд. Недавно телескоп впервые обнаружил углекислый газ в атмосфере экзопланеты.
JWST зафиксировал свет галактик, появившихся примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва, почти 13,5 миллиарда лет назад. Также были обнаружены загадочные объекты возрастом более 12 миллиардов лет – "маленькие красные точки" (LRD), которые противоречат современным теориям формирования галактик. Удивительно то, что эти объекты имеют красный оттенок почти сразу после своего появления, примерно через 900 миллионов лет после Большого взрыва, хотя обычно звездам требуются миллиарды лет для перехода от синего к красному цвету.
Спектр света LRD показывает значительное расширение из-за эффекта Доплера, что свидетельствует о движении газа со скоростью более 1000 км/с. Такие скорости позволяют предположить наличие в их центре сверхмассивных черных дыр, активно поглощающих окружающую материю. Исследователи полагают, что LRD могут представлять новую форму активных галактических ядер (АЯГ), но, в отличие от классических АЯГ, они почти не излучают рентгеновские и радиоволны.
Профессор Дарах Джафар Ватсон с коллегами из Копенгагенского университета изучили 12 LRD с помощью спектрографов JWST и сравнили наблюдения с теоретическими моделями. Они обнаружили, что эти объекты окружены облаком высокоионизированного газа, состоящим из свободных электронов, которое поглощает большую часть рентгеновского и радиоизлучения. При этом черные дыры внутри должны вырабатывать огромное количество энергии, чтобы LRD так ярко светились в инфракрасном и красном диапазонах.
Ученые предполагают, что центральные черные дыры LRD поглощают материю со скоростью, близкой к пределу Эддингтона – порогу, где давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение. Их масса оценивается от 10 000 до миллиона солнечных масс, что значительно меньше обычных сверхмассивных черных дыр, что может указывать на раннюю стадию их роста.
На основе этих наблюдений исследователи считают, что LRD представляют собой переходный этап в эволюции сверхмассивных черных дыр. По мере роста они рассеивают окружающее газовое облако и превращаются в классические АЯГ, видимые в различных областях электромагнитного спектра. Это также объясняет, почему аналоги LRD не обнаруживаются в более поздней Вселенной – они уже эволюционировали в полностью сформированные галактики.