«James Webb» обнаружил загадочную «звезду черной дыры» в ранней Вселенной

Астрономы обнаружили в ранней Вселенной необычный объект MoM-BH*-1, который может представлять собой ранее неизвестный тип астрофизического источника – так называемую «звезду черной дыры». Объект наблюдался с помощью космического телескопа «James Webb» всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Об открытии сообщается в журнале Nature.

MoM-BH*-1 выглядит как чрезвычайно яркая красная точка размером примерно с Солнечную систему. При этом ее светимость достигает величины, которую невозможно объяснить обычными звездными процессами: объект излучает примерно в 100 миллиардов раз больше энергии, чем Солнце. Такая мощность характерна скорее для активных черных дыр.

Спектр объекта также оказался необычным. В нем наблюдается исключительно глубокий бальмеровский разрыв – резкое падение яркости излучения на определенных длинах волн, возникающее, когда плотный водород поглощает часть света. Такой признак встречается в спектрах молодых звезд. Например, похожий бальмеровский разрыв наблюдается у Веги, одной из самых ярких звезд ночного неба. Однако у MoM-BH*-1 он оказался самым глубоким из когда-либо зарегистрированных, что не позволяет объяснить объект обычной звездой. При этом в спектре практически нет следов тяжелых элементов – он состоит преимущественно из водорода и гелия, что особенно примечательно для объекта, существовавшего всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.

Моделирование показало, что наблюдаемые свойства можно объяснить чрезвычайно плотной оболочкой из водорода, окружающей центральную черную дыру. По оценкам исследователей, масса черной дыры составляет около 100 тысяч масс Солнца, а окружающее ее газовое облако имеет размеры порядка Солнечной системы.

Таким образом, MoM-BH*-1 может представлять собой черную дыру, скрытую внутри гигантской плотной оболочки из газа. В отличие от обычной звезды, энергия такого объекта вырабатывается не ядерным синтезом, а аккрецией вещества на черную дыру.

Открытие может помочь разгадать природу загадочных «маленьких красных точек» – многочисленных компактных красных объектов, которые «James Webb» регулярно обнаруживает в ранней Вселенной. Их природа остается одной из главных нерешенных загадок наблюдательной космологии современной эпохи.

Исследователи предполагают, что многие из этих объектов также могут быть «звездами черных дыр», однако MoM-BH*-1 отличается от них необычайной яркостью: она настолько велика, что объект практически полностью затмевает окружающую галактику.