«Джеймс Уэбб» раскрывает тайны ранней Вселенной: сверхмассивные чёрные дыры в газовых облаках

Анализ спектра объекта GLIMPSE-17775 выявил признаки активной чёрной дыры, окружённой плотным «коконом» газа, что подтверждает гипотезу о природе загадочных источников

Астрономы получили самый детализированный на сегодняшний день спектр одного из таинственных объектов ранней Вселенной, известных как «маленькие красные точки» — компактные ярко-красные источники, обнаруженные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST) с 2022 года.

Исследование, проведённое группой Василия Кокорева из Техасского университета, сосредоточено на объекте GLIMPSE-17775. Его спектральные данные были получены в ходе глубокой 30-часовой спектроскопии JWST, что эквивалентно примерно 80 часам наблюдений благодаря эффекту гравитационного линзирования.

По словам авторов, совокупность более 40 спектральных линий указывает на то, что GLIMPSE-17775 наиболее точно объясняется моделью «чёрная дыра-звезда» (black hole star, BH*) — сверхмассивной чёрной дырой, окружённой плотной оболочкой частично ионизированного газа, который переизлучает энергию аккреции.

Объект имеет красное смещение около 3,5, что соответствует эпохе примерно 1,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Он был зафиксирован в области скопления галактик Abell S1063, где его сигнал был дополнительно усилен гравитационным линзированием — эффектом, при котором масса скопления действует как «космическая линза», увеличивая яркость удалённых объектов.

Спектр GLIMPSE-17775 включает множество линий водорода, кислорода и гелия, а также характерное расширение сигналов, что объясняется эффектом рассеяния на электронах в плотной среде. Отдельно выделяется набор из 16 линий железа, который авторы называют «железным лесом» — он указывает на наличие мощного источника высокоэнергетического излучения.

Для объяснения наблюдаемых характеристик наиболее согласованной моделью оказался сценарий активной аккреции на чёрную дыру, окружённую плотным газовым коконом. В такой конфигурации излучение от аккреционного диска обрабатывается окружающей средой, что формирует наблюдаемую структуру спектра и объясняет слабые рентгеновские сигналы от подобных объектов.

Дополнительные данные телескопа «Хаббл» в рамках программ Frontier Fields и BUFFALO продемонстрировали, что слабые особенности спектра, включая балмеровский разрыв, могут быть связаны с вкладом звёздного населения в окружающей галактике, а не с самим компактным источником.

Авторы отмечают, что совокупность признаков делает GLIMPSE-17775 одним из наиболее убедительных кандидатов на подтверждение модели BH*. Однако вопрос о природе «маленьких красных точек» в целом остаётся открытым, и дальнейшие наблюдения JWST должны уточнить, насколько универсальна предложенная интерпретация для всего класса объектов.