Астрономы нашли объяснение природы аномальных объектов ранней Вселенной
С тех пор как космический телескоп «Джеймс Уэбб» прислал первые снимки глубокого космоса, астрономы ломали голову над загадочными «маленькими красными точками» (LRD). Эти компактные, невероятно яркие источники света существовали в эпоху, когда Вселенной было менее миллиарда лет.
Ученые выдвигали самые разные гипотезы: от необычных галактик и скрытых черных дыр до гипотетических квазизвезд. Новый поворот в этой космической загадке предложили исследователи из Центра астрофизики Гарвард-Смитсоновского института. Их работа, опубликованная в журнале Astrophysical Journal Letters, доказывает: уникальные характеристики этих объектов можно объяснить существованием одиночных сверхмассивных звезд-монстров.
Загадка противоречивых улик
Маленькие красные точки долго казались парадоксом, поскольку сочетали в себе исключающие друг друга свойства. С одной стороны, спектр их водородного излучения не укладывался ни в одну стандартную модель молодых галактик или активных галактических ядер. С другой стороны, у большинства обнаруженных точек отсутствовало мощное рентгеновское или радиоизлучение, которое обязательно должно было исходить от растущей сверхмассивной черной дыры.
По словам ведущего автора исследования Девеша Нандала, объекты вели себя так, будто внутри плотного газового кокона прятался невероятно мощный источник света.
Ранее команда Нандала уже доказала, что звезды с массой около 100 тысяч масс Солнца способны давать аномальные водородные закономерности в спектре. В новой же работе физики проверили, могут ли эти гиганты сформировать ту самую плотную газовую оболочку, которая делает объекты такими компактными на снимках «Джеймса Уэбба».
Пульсация «странной моды» и азотный след
Смоделировав жизненный цикл звезд-монстров, астрофизики обнаружили уникальную особенность их эволюции. В отличие от обычных светил, которые теряют массу постепенно на поздних стадиях жизни, сверхмассивные звезды проходят через дискретные, сверхмощные эпизоды пульсации. Ученые назвали это явление «странной модой» (strange-mode). В ходе таких взрывных циклов звезда сбрасывает колоссальные объемы вещества, образуя вокруг себя плотные концентрические газовые оболочки — «коконы».
Фото: телеканал «Наука»
Этот выброшенный материал состоит преимущественно из водорода и гелия, но также содержит много азота. Это стало еще одним важным доказательством теории: последние спектральные данные с «Уэбба» действительно начинают фиксировать обилие азота в «маленьких красных точках».
Зародыши черных дыр
Новое исследование впервые объединило морфологию, спектральный состав и химические маркеры LRD в единую физическую картину. Модель детально описывает не только жизнь, но и финал этих космических гигантов. После финального мощного выброса газа звезда-монстр продолжает эволюционировать, пока не переживает прямой коллапс, превращаясь в «зародыш» будущей сверхмассивной черной дыры.
Теперь ученые планируют составить еще более детальную карту предсказаний для спектров LRD, чтобы данные будущих наблюдений «Джеймса Уэбба» смогли окончательно подтвердить или опровергнуть их теорию.