Астрономы предложили новое объяснение тому, как во Вселенной так рано появились гигантские черные дыры. По их версии, в первые сотни млн лет после Большого взрыва такие объекты росли, находясь внутри плотных газовых оболочек, похожих на коконы. Именно в таком виде, считают ученые, мы и наблюдаем загадочные «маленькие красные точки», обнаруженные космическим телескопом Джеймс Уэбб и зафиксированные в эпоху, когда Вселенной было меньше 1 млрд лет.
Эти объекты выглядят очень яркими и компактными, но сегодня аналогов им не существует. Сначала их приняли за крошечные галактики с огромной плотностью звезд, однако после проведения расчетов быстро обнаружились несостыковки. Такие системы должны были бы превращать газ в звезды почти со 100% отдачей, тогда как в реальности этот показатель редко превышает 20%. Такая версия плохо согласуется с тем, что известно о формировании галактик.
Другая гипотеза предполагала, что перед нами сверхмассивные черные дыры. Но и здесь возникли вопросы. Подобные объекты обычно активно поглощают вещество и выдают себя мощным рентгеновским излучением, а у «красных точек» его не наблюдали. Кроме того, по прежним оценкам их масса получалась слишком большой — почти сравнимой с массой всей окружающей галактики, с чем астрономы раньше не сталкивались.
В новой работе пишут, что в прежних расчетах ученые могли сильно завышать параметры. Исследователи пересмотрели данные спектроскопии Джеймса Уэбба и обратили внимание на скорость движения газа вокруг объектов. Она оказалась значительно ниже ожидаемой. Это означает, что масса скрытых черных дыр примерно в 100 раз меньше, чем считалось ранее, и перед нами не чудовища, а молодые сверхмассивные ядра, которые еще растут.
Исследователи предполагают, что такие черные дыры были окружены плотной оболочкой из ионизированного газа. Этот кокон выполнял сразу две роли: служил источником питания и экранировал излучение, из-за чего объекты выглядели необычно и «молчали» в рентгеновском диапазоне. Снаружи телескопы улавливали лишь яркое красное свечение, в то время как внутри происходил быстрый набор массы.
Если гипотеза подтвердится, это будет первый зафиксированный этап ранее неизвестной фазы развития сверхмассивных черных дыр. Она поможет объяснить, как таким объектам удавалось вырасти за очень короткое по космическим меркам время. Более того, модель снова поднимает старый вопрос: что появляется раньше — звезды или черная дыра в центре будущей галактики. В условиях молодой Вселенной все могло начинаться именно с черных дыр, вокруг которых позже формировались звездные системы.
Ранее мы писали о том, что черные дыры решили исследовать лазерной линейкой.