Астрономы обнаружили прародителя загадочных маленьких красных точек во Вселенной

Фото из открытых источников

Астрономы обнаружили в небе любопытный новый объект: небольшую, очень молодую компактную галактику, в которой происходит звездообразование. Команда считает, что этот объект, известный просто как Pseudo-LRD-NOM, может быть прародителем нового захватывающего и очень загадочного класса объектов, известных как «маленькие красные точки». Результаты приняты к публикации в журнале The Astrophysical Journal и доступны для ознакомления на платформе arXiv.

Маленькие красные точки, или ЛРД, — это чрезвычайно компактные космические объекты, обнаруженные в ранней Вселенной. Они были обнаружены телескопом JWST, и до сих пор нет ни одного успешного объяснения их природы. Выдвигаются различные гипотезы: от черных дыр, окруженных большой оболочкой из светящегося газа (так называемая черная дыра-звезда), до зародышей сверхмассивных черных дыр и строительных блоков галактик.

Отсутствие металлических линий стало настоящей неожиданностью и свидетельством того, что этот объект представляет собой нечто особенное.

Псевдо-LRD-NOM (где NOM означает отсутствие металлической линии) может, наконец, внести некоторую ясность. Наблюдения LRD до сих пор указывали на вероятное наличие черной дыры, но не галактики вокруг нее. Загадка для астрономов.

«Проблема в том, что галактики вокруг звезды-хозяина не обнаруживаются. А обычно ожидается пропорциональность между массой черной дыры и массой галактики», —   сказала Карина Капути, профессор наблюдательной космологии и галактик с высоким красным смещением в Университете Гронингена. «Теперь [в LRD] эти законы были полностью нарушены. Поэтому люди начали спрашивать: „Образошла ли черная дыра раньше галактики? Как это могло произойти?“ И этот вопрос до сих пор обсуждается».

Считается, что Pseudo-LRD-NOM существует всего 10 миллионов лет, это действительно молодая галактика, не демонстрирующая обогащения более тяжелыми элементами («металлами» в названии NOM). Это очень удивительно, поскольку более тяжелые элементы быстро образуются в галактиках с высокой интенсивностью звездообразования.

Было очевидно, что объект требует дальнейшего изучения. Его свет исходит всего через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Наблюдения JWST позволяют предположить, что команда, ища компактные источники, обнаружила нечто неожиданное.

«Отсутствие металлических линий стало настоящей неожиданностью и свидетельством того, что этот объект представляет собой нечто особенное», — сказала Капути. «После многочисленных моделирований и анализа спектра в данных мы поняли, что это сочетание очень молодой галактики, бедной металлами, находящейся на ранних стадиях химического обогащения, а также обладающей газом очень высокой плотности, что препятствует типичным механизмам, порождающим эмиссионные линии металлов».

Уже само по себе это сочетание событий поразительно. Мы не каждый день натыкаемся на молодые галактики. Более того, команда смогла обнаружить свидетельства существования сверхмассивной чёрной дыры, масса которой, по оценкам, в 5,6 миллиона раз превышает массу Солнца, что уже больше, чем масса чёрной дыры в центре нашей галактики. В совокупности это говорит не просто об особом объекте, а о чём-то, что может кардинально изменить эволюцию галактик.

«Некоторые теории галактик предсказывают, что это ранняя стадия, которая после сжатия приведет к образованию Малой Красной Точки», — сказала Капути.

Это открытие — фундаментальный шаг в разгадке тайны, окружающей LRD. Но это только начало. Команда продолжит изучение псевдо-LRD-NOM с помощью телескопа JWST и обсерватории ALMA.

«Мы хотим продолжить наблюдение за этим объектом с помощью различных телескопов и инструментов, чтобы попытаться понять, в какой степени отсутствие металлических линий объясняется тем, что источник беден металлами и находится на начальном этапе химического обогащения, и в какой степени это следствие высокой плотности и высокого давления газа», — сказала Капути.

Эти две обсерватории изучают Вселенную в разных диапазонах длин волн, поэтому они могут исследовать различные свойства газа. И это еще не все.

«Но мы также хотим найти больше, верно? Потому что было бы жаль, если бы это был единственный в своем роде экземпляр. В идеале мы хотели бы увидеть целую последовательность: формирование различных объектов, демонстрирующее разные этапы достижения состояния маленькой красной точки. И, собственно, мы ищем больше объектов!», - резюмировала Капути.