«Уэбб» нашёл в космосе «маленькие красные точки» с необъяснимо огромными чёрными дырами

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» позволила заглянуть в раннюю Вселенную, где учёные увидели много неожиданного, что способно изменить наше представление о её эволюции. Например, развитые не по годам галактики и слишком большие чёрные дыры, что трудно объяснить общепринятыми теориями. Но, как и любой инструмент, «Уэбб» позволяет находить ответы на заданные вопросы. Необходимо лишь время и наблюдения.

Весной 2024 года впервые стало известно об открытии «Уэббом» нового класса галактик. На инфракрасных изображениях, полученных обсерваторией, обнаружилось много «красных точек», которые при дальнейшем изучении были классифицированы, как далёкие галактики. Их так и назвали галактиками «маленьких красных точек» (Little red dots, LRD). Позже было выяснено, что эти галактики могут содержать в своих центрах сверхмассивные чёрные дыры, иначе говоря, считаться квазарами или активными ядрами галактик.

Но это были не те квазары, к которым мы привыкли после их открытия около 70 лет назад. Активные ядра «маленьких красных точек» не наблюдались в рентгене и, в целом, были относительно слабосветящимися. Новая работа, которая пока присутствует лишь на сайте препринтов arXiv, была направлена на более детальное изучение LRD-галактик и, похоже, вскрыла их подноготную.

«В 2023 и 2024 годах мы и другие группы в первых наборах данных "Уэбба" обнаружили в ранней Вселенной ранее скрытую популяцию AGN [активных ядер галактик], — сказал Йоррит Маттее (Jorryt Matthee), ведущий автор работы. — Свет, который мы видим от этих объектов, в частности более красный свет, исходит от аккреционных дисков вокруг сверхмассивных чёрных дыр. Эти объекты стали известны как "маленькие красные точки", потому что именно так они появляются на изображениях JWST».

Благодаря дополнительным наблюдениям и расчётам, учёные смогли точно составить 3D-карту расположения семи LRD-галактик. Все идентифицированные галактики находились удалении около 1,5 млрд световых лет от Большого взрыва. Оценка звёздного населения галактик показала, что на центральные сверхмассивные чёрные дыры в каждой из них приходится примерно по 10 % массы. Это чрезвычайно много — до 1000 раз массивнее, чем принято было считать. В окружающих нас галактиках и там, где мы можем определить массу СЧД, на долю этих объектов приходится не более 0,01 % массы. При этом диаметр галактик LRD составляет всего единицы процентов от диаметра, скажем, Млечного Пути.

С другой стороны, открытие галактик «маленьких красных точек» может стать шагом к объяснению такого феномена, как слишком быстрый рост сверхмассивных чёрных дыр. В ранней Вселенной обнаружено много непомерно больших СЧД менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, что нельзя объяснить общепринятой теорией эволюции этих объектов.

Существует гипотеза, что они изначально были большими, родившись из массивных затравок из облаков первичной материи. Открытие галактик LRD может намекать на иной вариант развития событий, а именно на высокую концентрацию вещества в пространстве ранней Вселенной, что позволяло чёрным дырам питаться на пределе своих возможностей и быстро набирать массу.