Астрономи, можливо, знайшли відсутню ланку, потрібну для розуміння одного з найзагадковіших відкриттів, зроблених за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба.
Джерело так званих маленьких червоних цяток (Little Red Dots, LRD) досі є предметом дискусій з моменту їх відкриття невдовзі після того, як «Вебб» почав надсилати дані спостережень. Такі цятки, виявлені десятками на знімках з великою експозицією, є малими (менше кількох сотень світлових років у поперечнику). Вони також яскравіші на довших інфрачервоних хвилях, ніж на коротших, тому на інфрачервоних знімках «Вебба» вони мають малиновий колір. І вони лежать дуже далеко, тобто існували лише через кілька сотень мільйонів років після Великого Вибуху.
Деякі астрономи припускають, що в LRD існують чорні діри, які ростуть і одного дня стануть надмасивними чорними дірами, котрих науковці спостерігають в центрі більшості нинішніх великих галактик. Але інші заперечують, що це не чорні діри, а зорі, які формуються не так, як астрономи звикли бачити це в нашу спокійнішу теперішню епоху.
Головним у сценарії із зорями є те, що LRD, досі виявлені, майже не випромінюють рентгенівських променів, а рентгенівські промені є основною ознакою чорних дір. Це тому, що чорні діри легко генерують високоенергетичне випромінювання. Газ, що обертається навколо чорної діри, випромінює ультрафіолетові фотони. Хмара частинок, яку називають короною, скупчується близько до чорної діри і може «розігнати» кілька окремих фотонів до вищих енергій.
Значить, якщо немає рентгенівських променів, то немає корони, а отже, немає чорної діри. Тому деякі науковці припускають, що зореутворення, оповите пилом, може бути кращим поясненням LRD.
Але що, коли рентгенівські промені не відсутні, а просто заблоковані? Саме до такого висновку дійшли Рафаель Гвідінґ (Raphael Hviding) з Інституту астрономії імені Макса Планка в Німеччині та його колеги після відкриття об’єкта, який вони називають рентгенівською цяткою (X-ray Dot). Вона виникла пізніше, ніж більшість інших LRD, приблизно через 2 мільярди років після Великого Вибуху. Виявивши джерело у купі архівних даних, група дослідників вивчила його за допомогою ближньої інфрачервоної спектроскопії, яку забезпечує космічний телескоп Джеймса Вебба. Розділивши світло об’єкта в спектр, науковці змогли побачити всі його спільні риси з іншими LRD.
Але є одна головна відмінність: об’єкт має яскравий вигляд на архівних зображеннях рентгенівської обсерваторії Chandra («Чандра»), тобто він випромінює інтенсивні рентгенівські промені. Таким чином, він не схожий на жодний відомий LRD.
Оптичне та ближнє інфрачервоне зображення, отримане за допомогою телескопа «Габбл», показує ділянку навколо так званої «рентгенівської цятки». Натомість рентгенівське зображення, отримане телескопом «Чандра», показує великий план (вставка). До цього відкриття було відомо, що лише кілька маленьких червоних цяток, виявлених за допомогою телескопа «Вебб», випромінюють рентгенівські промені. Ця цятка також випромінює, що спонукає дослідників припустити, що вона є перехідною фазою зростання надмасивних чорних дір. Авторські права: рентгенівське зображення — NASA / CXC / Max Plank Inst. / R. Hviding et al.; оптичне та інфрачервоне зображення — NASA / ESA / STScI / HST; Image Processing: NASA / CXC / SAO / N. Wolk. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.
Не те щоб рентгенівська цятка була першою LRD, яка випромінює рентгенівські промені. У дослідженні минулого року, через зіставлення зображень від «Вебба» з даними рентгенівської обсерваторії Chandra, виявило 341 маленьку червону цятку, дві з яких можна бачити в рентгенівському діапазоні. Однак вони обидві оповиті певною кількістю газу та пилу, що блокує частину рентгенівського випромінювання. Якщо X-ray Dot є об’єктом того ж типу, то йому вдалося очистити весь пил і газ, які його закривали. Це уможливило появу повністю безперешкодного погляду на чорну діру, що поглинає газ.
«“Рентгенівську цятку” дуже природно пояснити як просунуту еволюційну стадію LRD, а не як принципово інший клас об’єктів», — сказав Фабіо Пакуччі (Fabio Pacucci) з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, який не брав участі в цьому дослідженні. «Якщо така інтерпретація правильна, головний висновок досить вагомий, бо це дасть прямі спостережні докази того, що принаймні деякі LRD живляться від акреції чорних дір».
Справді, рентгенівське випромінювання, а також відсутність пилу, важко пояснити без чорної діри. Пакуччі називає це джерело потенційним «незаперечним доказом». Воно, та інші схожі на нього, можуть допомогти астрономам зрозуміти, що свідчать LRD про ріст чорних дір у ранньому Всесвіті.
За інф. з сайту https://skyandtelescope.org
