Астрономы из Массачусетского технологического института (MIT) идентифицировали чрезвычайно яркий и красноватый объект в ранней Вселенной, который может представлять собой новый тип астрофизического тела — так называемую «звезду с черной дырой».
Объект, наблюдаемый с помощью телескопа Джеймса Уэбба, имеет вид гигантской звезды, однако излучает энергию, сопоставимую с энергией черной дыры. Это открытие также может помочь объяснить таинственные «маленькие красные точки», обнаруженные на изображениях далекой Вселенной.
Этот объект, получивший название MoM-BH*-1, был замечен во время наблюдений за эпохой, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет. Его предполагаемый размер сопоставим с размером Солнечной системы.
Наибольшее внимание привлек его блеск: объект генерирует примерно в 100 миллиардов раз больше энергии, чем любая известная звезда. Исследователи полагают, что термоядерный синтез, являющийся источником энергии звезд, не способен объяснить такую интенсивность.
Существует гипотеза о наличии в центре черной дыры массой около 100 тысяч масс Солнца, окруженной очень плотным слоем водорода. Предполагается, что вокруг этой центральной черной дыры находится обширная оболочка газа, которая выглядит как звезда размером с Солнечную систему.
Команда обнаружила этот объект в ходе обзора Mirage or Miracle (MoM), целью которого было поиск одних из самых ранних галактик. Красная точка выделялась как по цвету, так и по яркости.
Первоначальное объяснение могло быть связано с пылью. Однако свет предоставил и другую подсказку — резкое прерывание, известное как «Balmer break», которое характерно для плотного газа, поглощающего фотоны. В данном случае интенсивность сигнала была необычной, что исключало обычные звезды в качестве источника.
Кроме того, свет почти не содержал признаков металлов или элементов, кроме водорода и гелия. Моделирование показало, что чрезвычайно плотный слой водорода мог вызвать этот эффект без необходимости в пыли. Хотя газовый слой объяснял внешний вид объекта, он не объяснял его выдающуюся яркость. Чтобы приблизиться к ответу, астрономы включили в симуляции черную дыру, находящуюся в процессе накопления материи.
Наиболее соответствующим данным Уэбба оказался именно этот гибридный вариант — сочетание черной дыры и огромной газовой оболочки. Эта структура будет иметь следующий состав:
«У вас есть нечто, что немного похоже на звезду, но оно в 100 миллиардов раз ярче», — заявил Наиду.
MoM-BH*-1 может быть связан с другим феноменом, выявленным Джеймсом Уэббом — так называемыми «маленькими красными точками», которые часто встречаются на изображениях ранней Вселенной, но практически исчезают в современной Вселенной.
Исследователи выдвигают предположение, что многие из этих точек также являются звездами с черными дырами внутри молодых галактик. Наиду отметил: «Каждая маленькая красная точка совместима с тем, что это звезда с черной дырой, интегрированная в первичную галактику».
MoM-BH*-1 является особенно значимым случаем, поскольку его свет полностью доминирует над галактикой, в которой он находится. Будущие наблюдения помогут определить, принадлежит ли объект действительно к ранее неизвестному классу или представляет собой редкую конфигурацию раннего периода Вселенной.
