«Джеймс Уэбб» связал маленькие красные точки ранней Вселенной с черными дырами
Астрофизики предложили модель, согласно которой загадочные «маленькие красные точки» — плотные объекты ранней Вселенной — представляют собой черные дыры, сформировавшиеся напрямую из газовых облаков без прохождения длительного этапа звездной эволюции. Сценарий прямого коллапса позволил объяснить одновременно их необычно большую массу и отсутствие рентгеновского излучения.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» предназначен для наблюдений за объектами, появившимися вскоре после Большого взрыва. При изучении этой эпохи прибор зафиксировал множество компактных и ярких источников света, получивших название «маленькие красные точки». Их размеры не превышали 100 парсек, однако светимость оказалась слишком высокой для таких масштабов.
Изначально эти источники связывали либо с небольшими галактиками, где активно формируются звезды, либо с квазарами, в центрах которых находятся обычные сверхмассивные черные дыры. Обе интерпретации вступали в противоречие с существующими теориями, поскольку на формирование подобных объектов требовались значительно более длительные сроки.
«Маленькие красные точки» возникли в период, когда возраст Вселенной составлял всего несколько сотен миллионов лет, но их масса достигала миллионов солнечных. Стандартные сценарии роста черных дыр не объясняли такую скорость накопления вещества: превращение звездных остатков в сверхмассивные объекты заняло бы гораздо больше времени. Дополнительной загадкой стало отсутствие мощного рентгеновского излучения, характерного для активно растущих черных дыр.
Группа астрофизиков из Гарварда в новой работе пришла к выводу, что эти объекты сформировались в результате прямого коллапса облаков плотного водорода. Исследование разместили на сервере препринтов arXiv и направили на рецензирование в журнал Nature.
Ученые создали радиационно-гидродинамическую модель, описывающую поведение холодного газа при его падении на зарождающуюся черную дыру. В симуляции учитывались движение вещества и влияние излучения на окружающую среду. Расчеты показали формирование чрезвычайно плотной газовой оболочки, способной поглощать жесткое излучение и преобразовывать его в свет других диапазонов.
Далее результаты моделирования перевели в спектр, который мог бы зафиксировать телескоп с учетом космологического красного смещения. Его сопоставили с наблюдениями объекта RUBIES-EGS 42046, типичного представителя «маленьких красных точек». Спектр источника отличался слабым рентгеновским сигналом, наличием линий тяжелых элементов и отсутствием признаков звездообразования.
Модель черной дыры прямого коллапса практически совпала с реальными данными: расхождения не превысили 10%. Расчеты воспроизвели характерную V-образную форму спектра и присутствие тяжелых элементов без привлечения гипотез о звездах. Полученные данные указывали на плотную газовую завесу, скрывающую быстро растущий массивный объект.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» предназначен для наблюдений за объектами, появившимися вскоре после Большого взрыва. При изучении этой эпохи прибор зафиксировал множество компактных и ярких источников света, получивших название «маленькие красные точки». Их размеры не превышали 100 парсек, однако светимость оказалась слишком высокой для таких масштабов.
Изначально эти источники связывали либо с небольшими галактиками, где активно формируются звезды, либо с квазарами, в центрах которых находятся обычные сверхмассивные черные дыры. Обе интерпретации вступали в противоречие с существующими теориями, поскольку на формирование подобных объектов требовались значительно более длительные сроки.
«Маленькие красные точки» возникли в период, когда возраст Вселенной составлял всего несколько сотен миллионов лет, но их масса достигала миллионов солнечных. Стандартные сценарии роста черных дыр не объясняли такую скорость накопления вещества: превращение звездных остатков в сверхмассивные объекты заняло бы гораздо больше времени. Дополнительной загадкой стало отсутствие мощного рентгеновского излучения, характерного для активно растущих черных дыр.
Группа астрофизиков из Гарварда в новой работе пришла к выводу, что эти объекты сформировались в результате прямого коллапса облаков плотного водорода. Исследование разместили на сервере препринтов arXiv и направили на рецензирование в журнал Nature.
Ученые создали радиационно-гидродинамическую модель, описывающую поведение холодного газа при его падении на зарождающуюся черную дыру. В симуляции учитывались движение вещества и влияние излучения на окружающую среду. Расчеты показали формирование чрезвычайно плотной газовой оболочки, способной поглощать жесткое излучение и преобразовывать его в свет других диапазонов.
Далее результаты моделирования перевели в спектр, который мог бы зафиксировать телескоп с учетом космологического красного смещения. Его сопоставили с наблюдениями объекта RUBIES-EGS 42046, типичного представителя «маленьких красных точек». Спектр источника отличался слабым рентгеновским сигналом, наличием линий тяжелых элементов и отсутствием признаков звездообразования.
Модель черной дыры прямого коллапса практически совпала с реальными данными: расхождения не превысили 10%. Расчеты воспроизвели характерную V-образную форму спектра и присутствие тяжелых элементов без привлечения гипотез о звездах. Полученные данные указывали на плотную газовую завесу, скрывающую быстро растущий массивный объект.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
