Наблюдения последних лет продолжают подбрасывать астрономам всё новые загадки. Одной из таких стали так называемые “маленькие красные точки” (little red dots (LRDs)), обнаруженные космическим телескопом Джеймс Уэбб. Теперь к их изучению добавился новый важный элемент, поскольку в той же области неба, где видна одна из таких точек, с помощью телескопа Чандра удалось зафиксировать рентгеновский источник. Это открытие существенно усиливает гипотезу о том, что “красные точки” могут представлять собой квазизвёзды. Это гигантские облака газа, подобные звёздам и находящиеся в гидростатическом равновесии. Однако внутри них скрывается растущая сверхмассивная чёрная дыра, а энергия выделяется не за счёт ядерного синтеза, а из вещества, падающего в чёрную дыру.
Сами “маленькие красные точки” - это компактные объекты, физические размеры которых, судя по всему, не превышают нескольких сотен световых лет. Они относятся к очень ранней Вселенной и существовали порядка 12 миллиардов лет назад. Несмотря на название, они относительно “холодные” по астрономическим меркам. Их температура оценивается примерно в 1700-3700 K, что ниже температуры большинства звёзд. Также в их спектрах астрономы обнаружили водяной пар, что подтверждает сравнительно низкую температуру.
Новый объект, получивший обозначение 3DHST-AEGIS-12014, долгое время оставался незамеченным в архивных данных “Чандры”. Его природа стала яснее только после сопоставления с наблюдениями JWST. Оказалось, что рентгеновский источник практически точно совпадает с одной из “красных точек”. При этом его энергия сопоставима с излучением активных ядер галактик, где вещество падает на сверхмассивную чёрную дыру и разогревается до миллионов градусов.
Согласно одной из основных гипотез, “маленькие красные точки” представляют собой ранние стадии формирования сверхмассивных чёрных дыр. В этом случае сначала формируется гигантское газовое облако, масса которого может в сотни тысяч или миллионы раз превышать массу Солнца, а уже затем внутри него возникает и растёт чёрная дыра. Именно такие объекты и называют квазизвёздами.
Внутри чёрная дыра постепенно поглощает окружающий газ. При этом вещество разогревается и излучает энергию, заставляя всё облако светиться. Снаружи это, скорее всего, выглядело бы как очень холодный красный гигант, но гигантских размеров. Дополнительно могут формироваться узкие джеты заряженных частиц, направленные вдоль магнитных линий. Однако плотное газовое окружение должно эффективно поглощать рентгеновское излучение, поэтому обычно такие объекты не должны быть видны в рентгене.
Именно поэтому обнаружение рентгеновского сигнала от 3DHST-AEGIS-12014 выглядит необычным. Одна из возможных интерпретаций состоит в том, что мы наблюдаем переходную стадию. По мере роста чёрной дыры она разрушает окружающее облако, в котором со временем образуются своего рода “окна”. Через них рентгеновское излучение из центральных областей может выходить наружу и становиться доступным для наблюдений.
Кроме того, хотя рентгеновский сигнал слаб на таких больших расстояниях, “Чандра”, возможно, обнаружила изменения яркости рентгеновского излучения 3DHST-AEGIS-12014. Если газовое облако вращается, то “окна” могут периодически появляться и исчезать в поле зрения, что приводит к изменениям яркости. Хотя альтернативные объяснения полностью не исключаются, они выглядят менее вероятными. Если же интерпретация с квазизвездой подтвердится, это будет первый случай наблюдения подобного объекта в переходной стадии и, возможно, первый прямой “взгляд” вглубь таких структур.
Значение открытия выходит далеко за рамки одного объекта. Оно может помочь решить одну из главных проблем современной астрофизики. Учёные пытаются понять, как могли так быстро сформироваться сверхмассивные чёрные дыры. В конечном счёте речь идёт и о происхождении галактик, включая наш Млечный Путь. Если “маленькие красные точки” действительно окажутся квазизвёздами, они станут недостающим звеном в этой картине, связав ранние этапы эволюции Вселенной с наблюдаемыми сегодня структурами.