|
Медленно вращающиеся ореолы темной материи
|
|
|
|
Астрономы из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института предложили новое объяснение некоторым из самых загадочных ранних галактик Вселенной, получившим название "маленькие красные точки".
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, авторы Фабио Пачуччи и Абрахам (Ави) Леб предполагают, что эти галактики являются результатом очень медленно вращающихся ореолов темной материи, чрезвычайно редкой космической структуры.
|
|
|
|
Эти слабые компактные объекты, обнаруженные на снимках из глубокого космоса, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), поставили под сомнение понимание учеными того, как галактики и черные дыры формировались в ранней Вселенной.
|
|
|
|
Их статья "Космические выбросы: гало с низким вращением объясняют обилие, компактность и эволюцию красного смещения маленьких красных точек" предлагает физическое объяснение отличительных свойств этих точек.
|
|
|
|
"Маленькие красные точки - это очень компактные и удаленные красные галактики, которые были полностью необнаружены до появления космического телескопа Джеймса Уэбба", - сказал Пачуччи. "Это, пожалуй, самое удивительное открытие JWST на сегодняшний день. Наша работа показывает, что они могли естественным образом образовываться в ореолах темной материи с очень низким вращением".
|
|
|
|
|
|
|
Загадка ранней Вселенной
|
|
|
|
По словам Пачуччи, эти галактики были впервые видны, когда Вселенной было всего один миллиард лет, но, вероятно, они сформировались намного раньше, в период, известный как "рассвет космоса". Несмотря на то, что они примерно в одну десятую меньше обычных галактик, астрономические наблюдения показывают, что они выглядят необычайно яркими. Астрономы полагают, что их яркий красный цвет говорит о том, что они окутаны пылью или заполнены более старыми звездами.
|
|
|
|
В течение многих лет астрономы спорили о том, генерируется ли свет, который мы наблюдаем от этих объектов, звездами или центральными сверхмассивными черными дырами.
|
|
|
|
"Это фундаментальная загадка", - сказал Пачуччи. "Если они содержат черные дыры, то эти черные дыры огромны для таких маленьких галактик. Но если они содержат только звезды, то галактики слишком компактны, чтобы вместить их все, достигая немыслимой плотности центральных звезд".
|
|
|
|
Вместо того, чтобы сосредоточиться на том, что питает светящиеся точки, Пачуччи и Леб применили другой подход: они исследовали, как такие объекты могут формироваться в первую очередь.
|
|
Цикл низких оборотов
|
|
|
|
Гало из темной материи - это невидимые вращающиеся каркасы, вокруг которых формируются галактики. В своей статье авторы показывают, что светящиеся точки образуются в гало, которые имеют наименьший 1% распределения вращения. Другими словами, 99% всех гало вращаются быстрее, чем эти. Эти гало с низким вращением, естественно, создали бы чрезвычайно компактные галактики. Как и в случае с качелями на карнавале, чем быстрее вращается гало, тем дальше растягиваются качели, в результате чего галактика, формирующаяся в его центре, расширяется; аналогичным образом, при медленном вращении радиус качелей уменьшается.
|
|
|
|
Эта гипотеза также объясняет, почему светящиеся точки относительно редки: они составляют всего 1% от общего числа типичных галактик, но встречаются чаще, чем квазары, чрезвычайно яркие центры сверхмассивных черных дыр, которые сияют в центре некоторых галактик.
|
|
|
|
Кроме того, это помогает прояснить, почему светящиеся точки наблюдаются в ранней Вселенной лишь в течение короткого периода в 1 миллиард лет. По мере развития Вселенной ореолы темной материи становятся больше и набирают больший угловой момент, что затрудняет формирование компактных галактик с низким вращением.
|
|
|
|
"Ореолы темной материи характеризуются скоростью вращения: некоторые из них вращаются очень медленно, а другие - быстрее", - сказал Леб. "Мы показали, что если предположить, что маленькие красные точки обычно находятся в первом процентиле распределения спинов ореолов темной материи, то это объясняет все их наблюдаемые свойства".
|
|
|
|
Основные условия для черных дыр
|
|
|
|
Хотя в статье не уточняется, питаются ли маленькие красные точки звездами или черными дырами, предполагается, что они являются идеальной средой для быстрого роста звезд или черных дыр.
|
|
|
|
"Гало с низким спином, как правило, концентрируют массу в центре, что облегчает накопление вещества черной дырой или быстрое формирование звезд", - сказал Пачуччи.
|
|
|
|
В спектрах некоторых точек видны широкие эмиссионные линии, которые являются возможными признаками активных черных дыр, но в них отсутствует рентгеновское излучение, обычно присущее им. Пачуччи руководит новыми программами, направленными на лучшее понимание природы этих необычных астрофизических источников. Например, обнаружение похожих близлежащих галактик прояснит, во что они превращаются дальше в космосе.
|
|
|
|
"Наша работа - шаг к пониманию этих загадочных объектов", - сказал он. "Они могут помочь нам понять, как образовались первые черные дыры и как они развивались совместно с галактиками в ранней Вселенной".
|
|
|
|
Источник
|
