«Маленькие красные точки» связали с рождением массивных чёрных дыр
Компактные галактики, замеченные телескопом «Джеймс Уэбб» в молодой Вселенной, могли оказаться системами, где рождаются массивные чёрные дыры. К такому выводу привело новое моделирование. Об этом пишет портал Новая Наука.
Эти объекты называют Little Red Dots — «маленькие красные точки». Наблюдают их в основном при красных смещениях от z = 4 до z = 8, то есть в первые примерно 1,5 млрд лет истории Вселенной. Красный цвет, V-образные спектры и размеры порядка 100–200 парсеков прежние модели объяснить не могли.
Дэниел Уэйлен с коллегами предложил более простой вариант. По их космологическим расчётам, это молодые галактики, в центре которых массивная чёрная дыра возникла из прямого коллапса. Облако газа в таком сценарии не рождает множество звёзд, а быстро сжимается, создавая тяжёлый зародыш будущей сверхмассивной дыры.
После рождения дыра остаётся скрытой в очень плотном газовом диске. Вещество в центре задерживает рентгеновское излучение, но часть ультрафиолета и видимого света, а также переработанное инфракрасное излучение систему покидают. Именно эта конфигурация воспроизводит особенности спектров, включая бальмеровское поглощение. Рядом с растущей дырой, по расчётам, появляется крайне плотная область звездообразования — скопление массой около 100 миллионов масс Солнца и радиусом примерно 150 парсеков, что согласуется с компактными размерами объектов.
Одна модель описала широкий набор наблюдаемых объектов. Спектры похожи и на довольно типичную RUBIES-EGS-42046 при z = 5,28, и на MoM-BH*-1 при z = 7,76 с очень сильным бальмеровским скачком. Применима она и к CAPERS-LRD-z9 при z = 9,29 — объекту, который мы видим таким, каким он был спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Подтвердись гипотеза — красные точки помогли бы разгадать происхождение сверхмассивных чёрных дыр: астрономы находят дыры в миллионы и миллиарды солнечных масс уже в очень молодой Вселенной, а как те успели вырасти, неясно. Прямой коллапс даёт старт с куда более тяжёлого зародыша, чем дыра звёздной массы.
Пока это результат численного моделирования, а не окончательное доказательство. Нужны дополнительные спектроскопические наблюдения. Работа выложена на arXiv и направлена в The Astrophysical Journal Letters.
