Когда космический телескоп James Webb (JWST) начал работу в 2022 году, он расширил горизонт наблюдаемой Вселенной. Среди первых сюрпризов были маленькие красные точки (Little Red Dots, LRD) — тусклые объекты, которые уже существовали всего через 600 млн лет после Большого взрыва. Их яркость свидетельствовала о невероятной массе, сравнимой с галактической. Странные объекты стали одной из загадок, порожденных открытием телескопа в глубоком космосе. Ученые попытались найти объяснение странным объектам.
Сначала доминировало мнение, что LRD — это активные галактические ядра с сверхмассивными черными дырами, что объясняло их красный цвет, сформированный разогретым газом и пылью в аккреционных дисках. Однако наблюдения не подтверждали гипотезу: не было обнаружено рентгеновских лучей, инфракрасный спектр был необычным, а изменчивость — минимальной. Кроме того, наличие стольких сверхмассивных объектов так рано противоречило стандартным космологическим моделям.
Звезды-гиганты
Новое исследование ученых из Университета Вирджинии и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Д. Нандал, А. Лоэб) предлагает радикально иное объяснение. Ученые предположили, что LRD — это не галактики, а гипотетические сверхмассивные звезды массой около миллиона солнечных. Теоретически такие светила могли образоваться только в ранней Вселенной, которая тогда состояла только из чистого водорода и гелия (популяция III) — именно они считаются «зародышами» будущих сверхмассивных черных дыр.
Нандал и Лоэб создали подробные модели атмосфер безметаллических сверхмассивных звезд. Оказалось, что их светимость идеально соответствует наблюдаемой в Little Red Dots. Важнейшим аргументом стал спектр: модель успешно воспроизвела уникальную V-образную форму разрыва Бальмера и наличие сильной линии Hβ в излучении рядом с линиями поглощения, что характерно для маленьких красных точек. Это объясняется чрезвычайно плотной и расширенной фотосферой вокруг сверхмассивных светил.
Теория сверхмассивных звезд предлагает единственное объяснение всех изученных свойств «маленьких красных точек», в отличие от сложных моделей активных галактических ядер, требующих дополнительного объяснения. Гипотеза также отвечает на главную загадку: как сверхмассивные черные дыры появились так рано? Сверхмассивные звезды, жизнь которых продолжалась не более 1000 лет, коллапсировали в черные дыры, становясь зародышами для будущих квазаров. Их редкость согласуется с малым количеством LRD.
Будущее исследований
Хотя модель сверхмассивных звезд очень убедительна, окончательное подтверждение потребует новых данных и усовершенствованных моделей. Наблюдение малых красных точек — это предел возможностей James Webb. На данный момент открытие потенциально меняет наше понимание ранней Вселенной, указывая на сверхмассивные звезды как на ключевой этап рождения гигантских черных дыр и эволюции космоса. Если теория подтвердится, то это прольет свет на один из самых глубоких вопросов астрономии.
Ранее мы рассказывали, как были открыты квазары.
По материалам Science Alert
