Астрономи нарешті розгадали таємницю таємничих «маленьких червоних крапок», які з’являються на зображеннях раннього Всесвіту, зроблених космічним телескопом Джеймса Вебба (JWST). Ці плями, розкидані по небу лише через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху, виявилися не масивними ранніми галактиками, а молодими надмасивними чорними дірами, які активно поглинали щільні хмари іонізованого газу. Це відкриття дає ключове розуміння того, як ці космічні гіганти так швидко росли під час зародження Всесвіту.
Таємниця розкрита
З моменту запуску JWST у 2021 році червоні точки спантеличили вчених. Початкові теорії припускали екзотичні явища або незвичайно масивні галактики, що формуються з безпрецедентною швидкістю. Однак команда під керівництвом професора Дарача Вотсона з Копенгагенського університету провела два роки ретельних досліджень, виявивши справжню природу цих об’єктів.
Точки — це чорні діри, приблизно в сто разів менші, ніж вважалося раніше, оточені щільними оболонками іонізованого газу. Оскільки ці чорні діри споживають навколишній газ, тертя створює інтенсивне тепло. Це нагрівання випромінює випромінювання, яке проникає через оболонку, виглядаючи як характерне червоне світіння, виявлене інфрачервоними датчиками JWST.
Як ростуть чорні діри: паливо та прожектор
Ці перші чорні діри мають не тільки малу масу; їх зростання також надзвичайно ефективний. У той час як чорні діри, як правило, неефективно поїдають матерію, викидаючи більшу частину вхідного матеріалу назад у космос, щільні газові оболонки служать і джерелом палива, і природним прожектором. Оболонка дозволяє астрономам спостерігати чорні діри на стадії інтенсивного зростання, яка раніше не спостерігалася.
«Ми зафіксували молоді чорні діри в середині їхнього стрибка росту на стадії, якої ми раніше не бачили», — сказав професор Вотсон. «Щільна газова оболонка навколо них забезпечує паливо, необхідне для дуже швидкого росту».
Наслідки для формування надмасивних чорних дір
Ці знахідки вирішують давню головоломку в астрофізиці: як надмасивні чорні діри, подібні до тієї, що знаходиться в центрі нашого Чумацького Шляху, так швидко виросли в ранньому Всесвіті. Нещодавно ідентифіковані чорні діри, що досягають 10 мільйонів сонячних мас, показують вірогідний механізм швидкого зростання.
Це відкриття стосується не лише підтвердження існування менших чорних дір; мова йде про розуміння того, як вони стали надмасивними гігантами, яких ми бачимо сьогодні. Ранній Всесвіт забезпечив ідеальні умови для того, щоб ці чорні діри швидко споживали газ, прискорюючи їх зростання таким чином, який більше неможливий у сучасному космосі.
Дослідження, опубліковане цього тижня в журналі Nature, дає важливу частину в головоломці еволюції чорних дір, усуваючи розрив між теоретичними моделями та даними спостережень.
«Маленькі червоні крапки — це молоді чорні діри, у сто разів менші, ніж вважалося раніше, оточені газовою оболонкою, яку вони споживають, щоб збільшитися». – Професор Дараг Уотсон.
Дослідження забезпечує перше безпосереднє спостереження чорних дір у цей критичний період раннього зростання, революціонізуючи наше розуміння того, як вони сформували еволюцію Всесвіту.
