Наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» за таинственными «маленькими красными точками» в ранней Вселенной получили объяснение. Согласно исследованию астрономов из Гарвардского университета, это, вероятно, чёрные дыры прямого коллапса — редкий тип объектов, которые сформировались не из умирающих звёзд, а напрямую из гигантских коллапсирующих облаков газа в молодой Вселенной.
В чём была загадка?
Объекты, обнаруженные Уэббом, были:
- Очень красными (из-за большого красного смещения).
- Невероятно компактными.
- Чрезвычайно яркими.
Они не вписывались в стандартные модели молодых галактик или квазаров, так как у тех не было достаточно времени, чтобы набрать такую массу вскоре после Большого взрыва.
Что такое «чёрные дыры прямого коллапса»?
Это гипотетический класс чёрных дыр, которые:
- Не образуются из звёзд. Они рождаются напрямую из гигантских облаков холодного газа, которые коллапсируют под собственной тяжестью.
- Появляются уже массивными (в тысячи раз тяжелее Солнца), что позволяет им быстро расти.
- Существуют в очень ранней Вселенной, что как раз объясняет наблюдения Уэбба.
Как учёные это доказали?
Используя радиационно-гидродинамическое моделирование, исследователи смоделировали, как газ, падая на такую чёрную дыру, взаимодействует с излучением. Модель показала:
- Газ образует плотную среду, которая поглощает высокоэнергетическое излучение и переизлучает его в ультрафиолете и оптике.
- Из-за расширения Вселенной это излучение сдвигается в инфракрасный диапазон — именно то, что видит «Джеймс Уэбб» как «красные точки».
- Модель успешно воспроизвела все ключевые свойства этих точек: слабое рентгеновское излучение, наличие линий ионизованных металлов, компактность и отсутствие признаков звёздообразования.
Почему это открытие важно?
- Это может быть первое прямое свидетельство существования чёрных дыр прямого коллапса, предсказанных теорией десятилетия назад.
- Оно объясняет, как сверхмассивные чёрные дыры могли сформироваться так быстро в молодой Вселенной.
- Это ключ к пониманию роли чёрных дыр в формировании первых галактик.
Таким образом, «Джеймс Уэбб», возможно, обнаружил не просто странные объекты, а «семена» будущих гигантов — сверхмассивных чёрных дыр, которые позже стали центрами крупнейших галактик.