Космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) вскрыл поразительную загадку ранней Вселенной – множественные «Маленькие Красные Точки» (Little Red Dots, LRDs). Эти объекты, неизвестные ранее, заполонили космос в эпоху, когда Вселенной было всего от 640 миллионов до 1,5 миллиардов лет. Их ключевая черта – экстремальная компактность. Половина их света исходит из области диаметром всего около 1000 световых лет. Это составляет лишь несколько процентов от размера аналогичной области в нашей галактике Млечный Путь.
Их красный цвет – результат сложения факторов. Пыль и газ могут поглощать и переизлучать свет, как при закате на Земле. Возможный вклад вносят красные гиганты и сверхгиганты. Но главный фактор – космологическое красное смещение: свет этих объектов путешествовал к нам более 12 миллиардов лет, и расширение Вселенной растянуло его волны, сдвинув в красную часть спектра.
Астрономы столкнулись с проблемой объяснения природы LRDs. Одна гипотеза предполагает сверхмассивную черную дыру в центре, поглощающую газ, который нагревается и ярко светится. Однако горячий газ должен испускать мощные рентгеновские лучи, которые ни один телелескоп не зарегистрировал. Альтернатива – сверхплотное скопление миллиардов звезд. Но для этого звезды должны быть «забиты вместе на беспрецедентном уровне». Астроном Фабио Пакуччи приводит шокирующую аналогию: «Это контраст между тем, чтобы быть одному в вашей гостиной, и разделять ее с миллиардом других людей».
Астрономы Гарвардского университета Фабио Пакуччи и Ави Лёб предложили радикально новое объяснение. В статье, представленной на 3 июня и принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters, они утверждают: LRDs сформировались с практически нулевым вращением. Галактики рождаются внутри ореолов темной материи. LRDs возникли из ореолов, находившихся в нижнем 1% по скорости вращения. Медленное вращение означает слабую центробежную силу. Газ и звезды могли сжаться гораздо сильнее, прежде чем центробежная сила уравновесила гравитацию, что и привело к их феноменальной компактности.
Мнения самих авторов о природе объектов расходятся. Пакуччи заявляет: «Я – парень, который верит в черные дыры», склоняясь к первой гипотезе. Лёб выражает скепсис: «У меня есть ощущение, что, возможно, черной дыры там еще нет... просто потому, что мы не видим рентгеновских лучей».
Модель предсказывает проверяемые следствия. Во-первых, JWST должен обнаружить значительно больше LRDs при более длительных экспозициях, особенно тех, что существовали менее чем через 640 миллионов лет после Большого взрыва – сейчас они слишком тусклы и далеки. Во-вторых, LRDs должны находиться в особых, спокойных областях космоса. Им нужна среда без массивных соседних галактик, которые своим гравитационным моментом (крутящей силой) могли бы раскрутить их темные ореолы. Уже есть намеки на то, что LRDs склонны группироваться вместе. Если будущие наблюдения подтвердят эту кластеризацию («соединение точек»), это станет сильным аргументом в пользу модели.
Астроном Майкл Бойлан-Колчин из Техасского университета в Остине высоко оценивает работу, называя ее «четким ориентиром» для проверки наблюдениями и отмечая ее как «простую модель». Исследование LRDs – лишь начало, и JWST продолжит испытывать эту новую парадигму формирования галактик в младенческой Вселенной.
Изображение носит иллюстративный характер
Их красный цвет – результат сложения факторов. Пыль и газ могут поглощать и переизлучать свет, как при закате на Земле. Возможный вклад вносят красные гиганты и сверхгиганты. Но главный фактор – космологическое красное смещение: свет этих объектов путешествовал к нам более 12 миллиардов лет, и расширение Вселенной растянуло его волны, сдвинув в красную часть спектра.
Астрономы столкнулись с проблемой объяснения природы LRDs. Одна гипотеза предполагает сверхмассивную черную дыру в центре, поглощающую газ, который нагревается и ярко светится. Однако горячий газ должен испускать мощные рентгеновские лучи, которые ни один телелескоп не зарегистрировал. Альтернатива – сверхплотное скопление миллиардов звезд. Но для этого звезды должны быть «забиты вместе на беспрецедентном уровне». Астроном Фабио Пакуччи приводит шокирующую аналогию: «Это контраст между тем, чтобы быть одному в вашей гостиной, и разделять ее с миллиардом других людей».
Астрономы Гарвардского университета Фабио Пакуччи и Ави Лёб предложили радикально новое объяснение. В статье, представленной на 3 июня и принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters, они утверждают: LRDs сформировались с практически нулевым вращением. Галактики рождаются внутри ореолов темной материи. LRDs возникли из ореолов, находившихся в нижнем 1% по скорости вращения. Медленное вращение означает слабую центробежную силу. Газ и звезды могли сжаться гораздо сильнее, прежде чем центробежная сила уравновесила гравитацию, что и привело к их феноменальной компактности.
Мнения самих авторов о природе объектов расходятся. Пакуччи заявляет: «Я – парень, который верит в черные дыры», склоняясь к первой гипотезе. Лёб выражает скепсис: «У меня есть ощущение, что, возможно, черной дыры там еще нет... просто потому, что мы не видим рентгеновских лучей».
Модель предсказывает проверяемые следствия. Во-первых, JWST должен обнаружить значительно больше LRDs при более длительных экспозициях, особенно тех, что существовали менее чем через 640 миллионов лет после Большого взрыва – сейчас они слишком тусклы и далеки. Во-вторых, LRDs должны находиться в особых, спокойных областях космоса. Им нужна среда без массивных соседних галактик, которые своим гравитационным моментом (крутящей силой) могли бы раскрутить их темные ореолы. Уже есть намеки на то, что LRDs склонны группироваться вместе. Если будущие наблюдения подтвердят эту кластеризацию («соединение точек»), это станет сильным аргументом в пользу модели.
Астроном Майкл Бойлан-Колчин из Техасского университета в Остине высоко оценивает работу, называя ее «четким ориентиром» для проверки наблюдениями и отмечая ее как «простую модель». Исследование LRDs – лишь начало, и JWST продолжит испытывать эту новую парадигму формирования галактик в младенческой Вселенной.
