Космос запутал собственных создателей: странные красные огни указывают на рождение черных дыр без звезд
Первые снимки ранней Вселенной поставили ученых в тупик: крошечные, но невероятно яркие источники света не вписывались в привычные схемы эволюции космоса. Эти объекты получили название "маленькие красные точки" и сразу стали предметом споров. Новая модель предлагает неожиданное объяснение их природы и происхождения. Об этом сообщает Naked Science.
Загадка ранней Вселенной
Космический телескоп "Джеймс Уэбб" изначально создавался для наблюдения за самыми первыми структурами, появившимися после Большого взрыва. В ходе работы он зафиксировал десятки компактных источников света размером менее 100 парсек, которые отличались необычайной яркостью и насыщенным красным оттенком.
Сначала астрономы предположили, что речь идет о небольших галактиках с активным звездообразованием или о квазарах со сверхмассивными черными дырами в центре. Однако обе версии требовали значительно больше времени на формирование таких массивных объектов. Между тем "красные точки" существовали уже через несколько сотен миллионов лет после рождения Вселенной.
Дополнительную сложность создало отсутствие выраженного рентгеновского излучения. Активные черные дыры обычно ярко проявляют себя в этом диапазоне, но в данном случае сигнал был крайне слабым.
Сценарий прямого коллапса
Команда астрофизиков из Гарварда предложила иную интерпретацию. Согласно их расчетам, объекты могли возникнуть в результате прямого коллапса массивных облаков холодного водорода, минуя стадию длительной звездной эволюции. Такой механизм позволяет быстро сформировать массивные черные дыры без промежуточных этапов.
Исследователи построили радиационно-гидродинамическую модель, которая описывает поведение газа при стремительном падении на зарождающийся гравитационный центр. Выяснилось, что вокруг него образуется сверхплотная оболочка, способная поглощать высокоэнергетическое излучение и перерабатывать его в более мягкие диапазоны. Именно это может объяснять слабый рентгеновский сигнал и характерный цвет.
Понимание таких процессов важно не только для теории ранней Вселенной, но и для изучения эволюции массивных объектов в целом, включая взаимодействие с окружающей средой и влияние на формирование галактик, как это обсуждается в контексте космической погоды.
Сравнение модели и наблюдений
После создания компьютерной симуляции ученые преобразовали расчеты в наблюдаемый спектр с учетом красного смещения. Полученные данные сопоставили со спектром объекта RUBIES-EGS 42046 — одного из типичных представителей "маленьких красных точек".
Совпадение оказалось поразительно точным: расхождения не превысили десяти процентов. Модель воспроизвела V-образную форму спектра и наличие линий тяжелых элементов при отсутствии признаков активного звездообразования. Это позволило объяснить аномально большую массу объектов и их быстрое появление.
Подобные результаты перекликаются с исследованиями о роли метеоритного вещества и переноса элементов в раннем космосе, включая гипотезы о том, как метеориты могли переносить азот, влияя на химическую эволюцию планетных систем.
Почему это важно для космологии
Проблема так называемых "тяжелых зародышей" долгое время оставалась одним из ключевых парадоксов современной космологии. Стандартные сценарии роста черных дыр из звездных остатков требовали больше времени, чем существовало у ранней Вселенной.
