Маленькі червоні цятки спостерігаються лише в далекому минулому Всесвіту. Чим ближче до сучасної епохи, тим рідше вони трапляються в астрономічних спостереженнях, доки зрештою не зникають зовсім. Ймовірно, ці утворення не руйнувалися, а поступово змінювали вигляд. Нове дослідження показує, що зрештою вони перетворилися на щільні зоряні скупчення.
Зникла популяція
Обʼєкти, що отримали назву «маленькі червоні цятки» (Little Red Dots), реєструють за допомогою James Webb з 2022 року. Перші з них належать до епохи, віддаленої від Великого вибуху приблизно на 600 млн років.
Далі відбувається дивне. Коли вік космосу сягає двох мільярдів років, будь-який слід цих утворень обривається.
Пояснень висували чимало. Серед них є припущення, що йдеться про чорні діри, приховані величезними оболонками газу і пилу. Команда з Техаського університету в Остіні запропонувала альтернативу в препринті, який ще не пройшов офіційного рецензування і доступний на arXiv.
Знайоме, але незрозуміле
Кулясті скупчення трапляються переважно у великих галактиках і містять до кількох мільйонів давніх зір у невеликому об’ємі. Лише в Чумацькому Шляху їх щонайменше 150, як зазначає Space.com. Попри тривалу історію вивчення, механізм формування таких систем досі не з’ясований.
Складність у тому, що спостереження стосуються стану через мільярди років еволюції. Масивні світила там уже зникли, газ розвіявся, а динамічні процеси змінили масу і будову. Відновити початкові умови за такою картиною майже неможливо, пояснила Даніель Берг із Техаського університету.
Слід високих температур
За класичною картиною скупчення формувалося єдиним епізодом зореутворення, коли речовина космосу містила переважно два найлегші елементи. Решти було мізерно мало. Спостереження цьому суперечать. У багатьох тамтешніх зір зафіксовано надлишок гелію, азоту, натрію й алюмінію, тоді як вуглецю, кисню і магнію помітно менше, ніж передбачає теорія.
Неоднорідність таких утворень за хімічним складом залишається нерозв’язаною проблемою понад пів століття. Ще в 1970-х роках за допомогою спектроскопії встановили, що всередині однієї системи трапляються тіла з помітно різними пропорціями важких елементів, хоча за тогочасними уявленнями всі вони мали походити з єдиної газової хмари.
Таке поєднання вказує на термоядерний синтез за температур, значно вищих, ніж у надрах навіть масивних звичайних зір, зазначив Майк Бойлан-Колчін із Техаського університету. За його словами, потрібні умови здатне створити середовище всередині надзвичайно масивного світила.
Надмасивна зоря як розв’язок
Роль джерела такого тепла в моделі відводять надмасивній зорі, гіпотетичному тілу масою від тисячі до десяти тисяч сонячних. Утворитися воно могло у надзвичайно щільному середовищі молодого скупчення, де зоряні зіткнення і злиття відбувалися раз у раз.
Існувати цей об’єкт міг близько мільйона років, тобто мізерний за космічними мірками час. Для порівняння, Сонце у віці 4,6 млрд років перебуває приблизно посередині своєї еволюції. Проміжку достатньо, щоб напрацювати елементи в необхідних пропорціях. Вибух наднової розкидає цю речовину навколо, і вона стає будівельним матеріалом для наступного покоління.
Збіги в масах і часі
Хімія — не єдиний аргумент на користь такого зв’язку. Просторовий розподіл маленьких червоних цяток у ранньому Всесвіті, за розрахунками команди, відповідає тому, як розміщені кулясті скупчення сьогодні. Моделі еволюції цих плям вказують і на збіг за масою, оскільки їхні значення цілком можуть привести до тих, які фіксують у сучасному космосі.
Окремо стоїть питання хронології. Загадкові об’єкти з’являються приблизно тоді, коли, за оцінками, мав початися процес утворення таких систем. Єдиного вирішального доказу поки немає, визнає Майк Бойлан-Колчін, але така версія пояснює одразу багато різнорідних спостережень.
