|
Таинственные красные точки в ранней Вселенной
|
|
|
|
Крошечные красные объекты, обнаруженные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST) НАСА, позволяют ученым по—новому взглянуть на происхождение галактик во Вселенной и могут представлять собой совершенно новый класс небесных объектов: черные дыры, поглощающие огромное количество вещества и испускающие свет.
|
|
|
|
Используя первые наборы данных, опубликованные телескопом в 2022 году, международная команда ученых, включая исследователей из университета Пенсильвании, обнаружила таинственные "маленькие красные точки". Исследователи предположили, что эти объекты могут быть галактиками, которые были такими же зрелыми, как наш нынешний Млечный Путь, возраст которого составляет примерно 13,6 миллиарда лет, всего через 500-700 миллионов лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Первоначально считалось, что эти объекты, получившие неофициальное название "разрушители вселенной", являются галактиками, которые намного старше, чем кто—либо предполагал в ранней Вселенной, что ставит под сомнение то, что ученые ранее понимали о формировании галактик.
|
|
|
|
Теперь, в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, международная команда астрономов и физиков, в том числе из университета Пенсильвании, предполагает, что эти точки могут быть не галактиками, а совершенно новым типом объектов: звездами -черными дырами.
|
|
|
|
|
|
|
Они сказали, что их анализ показывает, что крошечные светящиеся точки могут быть гигантскими сферами из горячего газа, которые настолько плотны, что выглядят как атмосферы типичных звезд, работающих на термоядерном синтезе; однако вместо термоядерного синтеза они питаются сверхмассивными черными дырами в их центре, которые быстро втягивают материю, превращая ее в энергия и излучение света.
|
|
|
|
"В принципе, мы рассмотрели достаточно красных точек, пока не увидели одну, у которой было так много атмосферы, что ее нельзя было объяснить как типичную звезду, которую мы ожидали бы увидеть в галактике", - сказал Джоэл Лейя, доктор Кейко Мива Росс, доцент кафедры астрофизики в Пенсильванском университете и соавтор исследования. бумага.
|
|
|
|
"Это действительно элегантный ответ, потому что мы думали, что это крошечная галактика, полная множества отдельных холодных звезд, но на самом деле это одна гигантская, очень холодная звезда".
|
|
|
|
Холодные звезды излучают мало света из-за их низких температур по сравнению с обычными звездами, объяснила Лейя. Большинство звезд во Вселенной имеют низкую массу и являются более холодными, но их, как правило, труднее увидеть, поскольку они заслонены более редкими и яркими массивными звездами.
|
|
|
|
Астрономы идентифицируют холодные звезды по их свечению, которое в основном относится к красному оптическому или ближнему инфракрасному спектру - длинам волн света, которые больше не видны.
|
|
|
|
По словам исследователей, в то время как газ вокруг сверхмассивных черных дыр обычно очень горячий, достигающий миллионов градусов Цельсия, в свете этих "красных точечных" черных дыр преобладал очень холодный газ, похожий на атмосферу холодных звезд с низкой массой, судя по длинам волн излучаемого ими света выключен.
|
|
|
|
Самый мощный космический телескоп JWST был разработан для того, чтобы увидеть происхождение космоса с помощью инфракрасных приборов, способных улавливать свет, испускаемый самыми древними звездами и галактиками. По сути, телескоп позволяет ученым заглянуть в прошлое примерно на 13,5 миллиардов лет, то есть почти на начало Вселенной, какой мы ее знаем, объяснила Лейя.
|
|
|
|
С того момента, как телескоп был включен, исследователи по всему миру начали замечать "маленькие красные точки", объекты, которые оказались намного массивнее, чем предсказывали модели галактик.
|
|
|
|
Сначала, по словам Лейи, он и его коллеги подумали, что объекты были зрелыми галактиками, которые, как правило, становятся краснее по мере старения звезд внутри них. Но объекты были слишком яркими, чтобы их можно было объяснить — звезды должны были быть упакованы в галактики с невероятной плотностью.
|
|
|
|
"Ночное небо такой галактики было бы ослепительно ярким", - сказал Бинцзе Ван, ныне научный сотрудник НАСА "Хаббл" в Принстонском университете, который работал над этой статьей в качестве постдокторского исследователя в Пенсильванском университете.
|
|
|
|
"Если эта интерпретация верна, то это означает, что звезды образовались в результате необычных процессов, которые никогда ранее не наблюдались".
|
|
|
|
Чтобы лучше понять эту тайну, исследователям понадобились спектры - тип данных, которые могли бы дать информацию о том, сколько света излучают объекты на разных длинах волн. В период с января по декабрь 2024 года астрономы использовали почти 60 часов веббовского времени для получения спектров в общей сложности от 4500 удаленных галактик. Это один из крупнейших наборов спектроскопических данных, полученных с помощью телескопа.
|
|
|
|
В июле 2024 года команда обнаружила объект со спектром, который указывал на огромную массу, что делает его самым экстремальным случаем такого раннего и крупного объекта. Астрономы прозвали рассматриваемый объект "Утесом", отметив его как наиболее многообещающий тестовый пример для изучения того, что же это за "маленькие красные точки".
|
|
|
|
"Экстремальные свойства Скалы заставили нас вернуться к чертежной доске и разработать совершенно новые модели", - сказала Анна де Граафф, исследователь из Института астрономии Макса Планка и автор-корреспондент статьи, в пресс-релизе Института Макса Планка.
|
|
|
|
Объект был настолько удален, что его свету потребовалось примерно 11,9 миллиарда лет, чтобы достичь Земли. Спектральный анализ этого света показал, что на самом деле это была сверхмассивная черная дыра, которая притягивала к себе окружающее пространство с такой скоростью, что превратилась в огненный шар из газообразного водорода. Свет, который заметили Лейя и его коллеги, исходил не от густых скоплений звезд, а от одного гигантского объекта.
|
|
|
|
Лейя объяснила, что черные дыры находятся в центре большинства галактик. В некоторых случаях эти черные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивнее солнца нашей Солнечной системы, они притягивают близлежащее вещество с такой силой, что оно преобразуется в энергию и светит.
|
|
|
|
"Никто никогда по-настоящему не знал, почему и откуда берутся эти гигантские черные дыры в центрах галактик", - говорит Лейя, которая также связана с Институтом вычислительной техники и данных Пенсильванского университета.
|
|
|
|
"Эти звезды—черные дыры могут быть первой фазой формирования черных дыр, которые мы наблюдаем в галактиках сегодня, - сверхмассивных черных дыр на стадии зарождения".
|
|
|
|
Он добавил, что JWST уже обнаружил признаки существования черных дыр с большой массой в ранней Вселенной. Эти новые звездные объекты с черными дырами, которые, по сути, являются генераторами массы с турбонаддувом, могут помочь объяснить раннюю эволюцию Вселенной и могут стать приятным дополнением к существующим моделям. По словам Лейи, команда планирует в будущем проверить эту гипотезу, изучив плотность газа и энергетическую силу этих ранних звезд -черных дыр.
|
|
|
|
Конечно, таинственные "маленькие красные точки" находятся на огромном расстоянии как во времени, так и в пространстве, и из—за их небольшого размера получить четкое изображение особенно сложно.
|
|
|
|
"Это лучшая идея, которая у нас есть, и действительно первая, которая соответствует почти всем данным, поэтому теперь нам нужно ее доработать", - сказала Лейя.
|
|
|
|
"Ошибаться - это нормально. Вселенная гораздо более странная, чем мы можем себе представить, и все, что мы можем делать, - это следовать ее подсказкам. Нас по-прежнему ждут большие сюрпризы."
|
|
|
|
Источник
|
