Міжнародна команда астрономів під керівництвом Василя Кокорєва з Техаського університету в Остіні (США) опублікувала у виданні The Astrophysical Journal дослідження, яке вперше безальтернативно підтверджує, що так звані «маленькі червоні цятки» (Little Red Dots, LRDs) у ранньому Всесвіті є «чорнодірковими зірками» — надмасивними чорними дірами в стадії екстремального зростання, загорнутими в надщільний газовий кокон.
Одразу після запуску у 2022 році телескоп James Webb виявив велику кількість компактних червоних об’єктів, що з’явилися вже через приблизно 600 мільйонів років після Великого вибуху, і довго залишалися загадкою для астрофізиків. Їхня поява здавалася несумісною зі стандартною космологічною моделлю, оскільки створювало враження, що галактики утворилися надто швидко й отримали аномально велику масу.
Ключем до розгадки став об’єкт GLIMPSE-17775 із космологічним червоним зсувом z = 3,5, що відповідає віку близько 1,8 мільярда років після Великого вибуху. Він розташований за масивним галактичним скупченням Abell S1063, яке спрацювало як гравітаційна лінза та природно підсилило його яскравість. Завдяки цьому й 30 годинам спостережень інфрачервоним спектрографом NIRSpec команда отримала обсяг даних, еквівалентний приблизно 80 годинам безперервних вимірювань, і зафіксувала понад 40 чітких спектральних ліній — найдетальніший спектр LRD в історії.
Спектроскопічний аналіз показав кілька незалежних маркерів, що узгоджуються з моделлю чорнодіркової зірки. Лінії водню, гелію та кисню виявилися сильно розширеними через ефект електронного розсіювання у щільному багатошаровому коконі газу навколо потужного джерела енергії. Зафіксовано унікальну комбінацію з 16 ліній заліза та специфічних ліній кисню, яку автори назвали «залізним лісом» (Iron Forest): для її формування потрібне надпотужне високоенергетичне випромінювання, здатне виникати лише під час надшвидкої акреції речовини чорними дірами. Поведінка ліній гелію додатково свідчить про наявність щільного середовища, а надщільний газовий кокон пояснює, чому такі об’єкти майже невидимі в рентгенівському діапазоні — рентгенівське випромінювання повністю поглинається.
Для завершення картини науковці інтегрували архівні дані космічного телескопа Hubble (програми Frontier Fields та BUFFALO) і з’ясували, що навколо GLIMPSE-17775 розташована масивна батьківська галактика, а надлишок блакитного світла в спектрі пов’язаний із молодими зірками цієї галактики. На думку оглядачів HiTech Expert, кейс GLIMPSE-17775 демонструє, що стандартна космологічна модель залишається працездатною: спостережуване випромінювання надходить не від надшвидко сформованих трильйонів зірок, а від компактних суперщільних газових коконів, які підігріваються акрецією чорних дір, і водночас є яскравим прикладом можливостей Big Data та інструментів телескопа JWST.
Джерело: Expert
