Телескопы «Чандра» и «Уэбб» совместными усилиями наткнулись на объект, который может перевернуть представления астрономов о загадочных «маленьких красных точках» — источниках, обнаруженных в ранней Вселенной. Речь идёт о так называемой «рентгеновской точке»: она сочетает в себе признаки двух разных типов космических тел и, возможно, объясняет, откуда берутся сверхмассивные чёрные дыры.

 

Что скрывается под именем «маленькие красные точки»

Сразу после того, как телескоп «Уэбб» начал научную работу, астрономы заметили сотни необычных объектов: маленьких, красных и расположенных на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от Земли. Их назвали «маленькими красными точками». Учёные заподозрили, что это сверхмассивные чёрные дыры, окружённые плотными облаками газа. Газ маскирует обычные для чёрных дыр признаки в разных видах света — в том числе рентгеновское излучение. Именно из‑за такого камуфляжа «маленькие красные точки» не похожи на типичные растущие чёрные дыры, от которых яркий ультрафиолет и рентген свободно вырываются наружу. Некоторые исследователи даже назвали этот сценарий «чёрной дырой-звездой» из‑за внешнего сходства со звёздными атмосферами.

 

Почему все красные точки молчат в рентгене

Главная загадка «маленьких красных точек» — отсутствие рентгеновского излучения. Если это действительно быстрорастущие чёрные дыры, они обязаны генерировать рентген. Но телескоп «Чандра» долгое время не находил его. Учёные предполагали: либо газовый кокон настолько плотный, что не пропускает лучи, либо природа этих объектов совсем иная. Разгадка могла бы дать ключ к пониманию того, как чёрные дыры в ранней Вселенной набирали массу.

Однако один объект нарушил молчание. Небольшое красное пятно, официально именуемое 3DHST-AEGIS-12014, находится примерно в 11,8 миллиарда световых лет от нас. Оно обладает всеми чертами «маленькой красной точки»: маленькое, красное, далёкое. Но при этом оно светится в рентгеновском диапазоне. Эту аномалию удалось засечь благодаря сравнению свежих данных «Уэбба» с архивными наблюдениями «Чандры» десятилетней давности.

 

Недостающее звено между двумя мирами

По мнению исследователей, «рентгеновская точка» представляет собой переходную стадию: от «маленькой красной точки» к обычной растущей сверхмассивной чёрной дыре. Когда чёрная дыра-звезда поглощает окружающий газ, в облаках появляются просветы. Через эти дыры начинает пробиваться рентген от падающего на чёрную дыру вещества. «Чандра» улавливает эти лучи. Постепенно газ расходуется полностью, и «чёрная дыра-звезда» перестаёт существовать.

• Объект сочетает в себе признаки обоих классов: красный цвет и малость — от «точек», рентгеновское излучение — от обычных чёрных дыр;
• Данные «Чандры» показывают, что яркость в рентгене меняется со временем — это подтверждает гипотезу о частичной заслонке: облако газа вращается, и более плотные или разреженные участки по очереди закрывают чёрную дыру;
• Астрономы подчёркивают: такой объект найден впервые, и он может стать самым веским доказательством того, что рост сверхмассивных чёрных дыр лежит в основе хотя бы части «маленьких красных точек».

 

Что говорят авторы открытия

Ведущий автор работы, Рафаэль Хвидинг из Института астрономии Макса Планка, заметил, что астрономы несколько лет пытались понять, что такое «маленькие красные точки». Теперь у них появился объект, который может соединить все точки. Его коллега Анна де Графф из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики задалась вопросом: если «красные точки» — это быстрорастущие чёрные дыры, почему они не излучают рентген, как другие? Находка, отличающаяся от остальных, даёт важную подсказку о том, что может питать эти загадочные источники.

«Если мы подтвердим, что рентгеновская точка — это маленькая красная точка в переходной стадии, это будет не только первый подобный случай, но и возможность впервые заглянуть в самое сердце такого объекта. Мы получим сильнейшее доказательство того, что рост сверхмассивных чёрных дыр стоит за некоторыми, если не всеми, маленькими красными точками», — комментирует соавтор исследования Ханьпу Лю из Принстонского университета.

 

Есть ли альтернативное объяснение

Не все готовы сразу принять переходную модель. Существует и другая гипотеза: рентгеновская точка может оказаться обычной растущей чёрной дырой, просто скрытой за экзотической пылью, которую астрономы раньше не встречали. Чтобы разобраться, запланированы дальнейшие наблюдения. Они смогут подтвердить или опровергнуть обе версии. Энди Гулдинг из Принстона, ещё один участник проекта, отметил, что рентгеновская точка «сидела» в данных «Чандры» больше десяти лет, но её истинную ценность удалось понять только после того, как за дело взялся «Уэбб». Это мощный пример сотрудничества двух великих обсерваторий.

Новая находка не только проливает свет на природу «маленьких красных точек», но и показывает, как совместная работа телескопов разных диапазонов позволяет открывать то, что скрыто от одного инструмента. Исследование опубликовано в профильном научном журнале.