За свечением маленьких красных точек обнаружились целые звездные системы

Группа астрофизиков под руководством Сюйхэна Дина и Лилана Яна проанализировала данные, собранные космическим телескопом Джеймс Уэбб. Ученые обнаружили, что загадочные «маленькие красные точки» — далекие компактные объекты, могут являться ядрами небольших, но очень плотных галактик, в центре которых скрываются сверхмассивные черные дыры. Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.

Эти маленькие красные точки привлекли внимание астрономов сразу после того, как телескоп Джеймс Уэбб начал присылать снимки самых ранних уголков Вселенной. Объекты выглядят как крошечные красноватые пятнышки, и до сих пор было непонятно, что именно мы видим: отдельные гигантские звезды, активно питающиеся черные дыры или целые галактики. Главная сложность заключалась в том, что в оптическом диапазоне, который лучше всего показывает звездное население, эти точки выглядели почти незаметными, без явных признаков окружающего вещества. Однако в ультрафиолете некоторые признаки размытого свечения все же просматривались, что давало повод для гипотез.

Чтобы разобраться в природе этих объектов, исследователи пошли на хитрость. Они объединили изображения 217 таких красных точек, полученные Уэббом в рамках обзора COSMOS-Web. Сложение множества снимков позволило выявить чрезвычайно слабое оптическое свечение, которое невозможно заметить на отдельных кадрах.

Это свечение не просто шум, а реальный свет, исходящий от звезд, расположенных далеко за пределами центрального ядра. Компьютерное моделирование подтвердило, что мы имеем дело с галактиками, активно рождающими новые звезды, а их самые яркие центры подсвечиваются излучением от сверхмассивных черных дыр.

Самое удивительное открытие касается размеров этих галактик. Их средний радиус составляет всего около 210 парсеков, это примерно 685 световых лет. Для сравнения, другие звездообразующие галактики с похожей общей массой, наблюдаемые в тот же период ранней Вселенной, примерно в два с половиной раза крупнее. Таким образом, «маленькие красные точки» могут находится внутри невероятно компактных систем, где звезды и газ сжаты в очень небольшом объеме. Это объясняет, почему их так трудно разглядеть: все звездное население буквально упаковано в небольшую область пространства, а яркий блеск центральной черной дыры затмевает более тусклые окраины.

Важно подчеркнуть, что полученные данные описывают средние свойства всей группы из 217 объектов. Индивидуально распознать протяженное свечение вокруг каждой конкретной точки пока невозможно, оно слишком слабое для даже самого мощного телескопа.

Тем не менее, сам факт статистического обнаружения такого излучения стал прямым доказательством того, что эти загадочные пятна не являются изолированными феноменами. Они служат своеобразными маяками, указывающими на существование целого класса плотных ранних галактик, которые формировались в первые миллиард лет после Большого взрыва.

В итоге исследование дает важнейшие подсказки о том, как в ранней Вселенной могли возникать и расти массивные структуры. Похоже, что уже тогда существовали очень тесные звездные системы, внутри которых сверхмассивные черные дыры успели набрать огромную массу.

Однако авторы работы призывают к осторожности: для окончательного подтверждения необходимо провести спектроскопический анализ, измерив расстояния до каждого объекта и детально изучив состав их света. Тем не менее, этот шаг вперед приближает нас к пониманию того, как первые галактики сочетали в себе бурное звездообразование и рост гигантских черных дыр в столь сжатые космические сроки.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях