Загадочные маленькие красные точки Уэбба, возможно, скрывают целые галактики

Фото из открытых источников

Астрономы предложили возможное объяснение природы так называемых маленьких красных точек (LRD), которые космический телескоп James Webb обнаруживает в ранней Вселенной. Исследование галактики WISEA J123635.56+621424.2, получившей прозвище Saguaro («Сагуаро»), показывает, что по крайней мере часть таких объектов может представлять собой активные галактические ядра, окружённые гораздо более тусклой галактикой.

LRD впервые привлекли внимание астрономов после наблюдений Webb в 2022 году. Эти компактные красные источники широко распространены при больших красных смещениях, но их число резко уменьшается при наблюдении более близкой и поздней Вселенной. Одно из возможных объяснений состоит в том, что LRD связаны с периодом особенно высокой активности сверхмассивных чёрных дыр.

Что показала галактика Saguaro

Saguaro находится при красном смещении около 2. Это позволяет наблюдать её такой, какой она была примерно через 3,3 млрд лет после Большого взрыва. В центре галактики расположен компактный красный источник, характеристики которого во многом совпадают с наблюдаемыми у далёких LRD.

Для исследования объекта учёные объединили архивные данные космических телескопов Hubble и James Webb, а также наблюдения рентгеновской обсерватории Chandra. Webb получил инфракрасные и спектроскопические данные, а Hubble позволил изучить галактику в ультрафиолетовом диапазоне.

Компактное ядро Saguaro оказалось ярче в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, чем в видимом свете. Такая особенность характерна и для удалённых маленьких красных точек. Кроме того, Chandra зарегистрировала слабое рентгеновское излучение, указывающее на наличие в центре галактики активного галактического ядра.

«То, что показывают рентгеновские наблюдения, — это то, что в этой галактике есть активное галактическое ядро, причём очень скрытое», — сказала Кэрис Гилберт, соавтор исследования.

Почему галактика исчезает, а красная точка остаётся

Исследователи провели компьютерный эксперимент: они смоделировали, как Saguaro выглядела бы при значительно большем красном смещении. По мере увеличения расстояния её более тусклые внешние области становились недоступны для наблюдения.

В результате спиральная структура галактики практически исчезала, тогда как яркое компактное ядро продолжало оставаться видимым. Это указывает на возможность наблюдательного эффекта: часть далёких LRD может казаться изолированными объектами не потому, что вокруг них действительно ничего нет, а потому, что их галактики-хозяева слишком тусклы для обнаружения.

«Мы просто не можем прообразить непосредственное окружение маленьких красных точек с высоким смещением, потому что их окружение слишком слабое, чтобы их можно было наблюдать даже с Уэббом», — отметил Пьерлуиджи Ринальди, руководитель исследования.

Временная стадия активности чёрных дыр

На основании наблюдений Saguaro исследователи предполагают, что LRD могут быть не отдельным классом галактик, а временной стадией эволюции некоторых галактик. В таком сценарии компактный красный источник связан с периодом активного роста или высокой активности сверхмассивной чёрной дыры, а окружающая галактика остаётся слишком слабой для наблюдения на больших космологических расстояниях.

При этом авторы исследования подчёркивают, что Saguaro не обязательно является типичным представителем всех маленьких красных точек. Она показывает один из возможных вариантов эволюции таких объектов и может помочь связать популяцию LRD ранней Вселенной с активными галактическими ядрами в более поздние эпохи.

Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal. Учёные планируют изучить другие похожие галактики при более низких красных смещениях и использовать архив наблюдений James Webb для поиска дополнительных объектов, которые помогут проверить предложенную картину эволюции LRD.