Во вселенной найден новый, ранее неизвестный объект, который уже окрестили «звездой с черной дырой». Речь идет об объекте, который выделяет в 100 млрд раз больше энергии, чем любая известная звезда. Статья об этом вышла в престижнейшем научном журнале Nature. Самое интересное, что находка очень древняя — она лишь немногим младше Вселенной — и может много рассказать о прошлом космоса. Астрономы СПбГУ Сергей Петров и Борис Эскин объясняют, почему значение этого открытия сложно переоценить.
Что случилось?
Борис Эскин (старший преподаватель кафедры небесной механики СПбГУ): Международная группа исследователей опубликовала статью в журнале Nature. В ней описывается исследование так называемой Ранней Вселенной. Фактически речь идет об обработке данных космического телескопа Джеймс Уэбб, который за счет своего огромного 6,5-метрового зеркала позволяет увидеть очень удаленные от нас объекты.
Анализируя полученные в инфракрасном диапазоне снимки, ученые обнаружили некие объекты, которые очень отличаются от всего того, что мы видели до сих пор. Их назвали маленькими красными точками (буквально Little red dots).
С одной стороны, это объекты очень компактные (само собой, по космологическим меркам) — «всего лишь» порядка 1000 астрономических единиц. Напомню, что наиболее удаленные объекты Солнечной системы находятся где-то в сотне астрономических единиц от нашего светила. С другой — они выделяют огромное количество энергии, которое просто не объяснить механизмами термоядерного синтеза, который мы приписываем звездам. Излучение от них сопоставимо с излучением целой галактики.
Где расположены эти маленькие красные точки?
Борис Эскин: Далеко за пределами нашей галактики, они находятся в очень отдаленных от нас частях Вселенной — этим они и интересны.
Дело в том, что любые далекие объекты мы видим с очень большим опозданием. Даже от Солнца свет до Земли идет примерно 8,5 минуты. Очень часто, глядя на ночное небо, мы видим звезды, которых в реальности уже не существует. Они сгорели сотни тысяч лет назад, но их свет все еще летит до нас через эти колоссальные расстояния.
Здесь же мы имеем дело с объектами, которые расположены более чем в 13 млрд световых лет от нас. Если учесть, что возраст нашей Вселенной сейчас оценивается в 14 млрд лет, то они уже существовали примерно через 650–700 млн лет после рождения Вселенной, это очень ранняя стадия ее истории, когда только-только начинали формироваться галактики.
Это правда гигантские звезды с черной дырой внутри?
Борис Эскин: Нет-нет, это метафора. Красные точки назвали «звездами» только из-за их скромного по космическим меркам размера.
На самом деле предполагается, что это массивные черные дыры (массой около 100 тысяч наших солнц), вокруг которых находится огромное и очень плотное облако газа. Собственно, этим и объясняется огромное количество энергии, выделяемое красными точками, — вещество из облака падает на черную дыру и преобразуется в энергию.
А почему черная дыра просто не поглотила весь этот газ?
Сергей Петров (заведующий кафедрой астрономии СПбГУ): Это, пожалуй, самый простой вопрос. Черная дыра, помимо своей огромной массы, ничем не отличается от любого другого гравитирующего объекта во Вселенной, например Земли.
Так, Земля своим притяжением «засасывает» лишь объекты, перемещающиеся в ее окрестности с малыми скоростями. Если же скорость объекта достаточно большая, то он будет падать на Землю «бесконечное время», фактически обращаясь вокруг Земли по орбите в качестве ее спутника. Ровно то же самое происходит и с черной дырой, только скоростной порог у черной дыры больше, чем у Земли.
Как возникли эти объекты?
Сергей Петров: Изучение и моделирование подобных объектов только-только началось, так что до полноценной теории пока далеко.
Как раз огромные массы этих объектов и вызывают удивление: каким образом за столь короткое (по космическим меркам) время, всего за несколько сотен миллионов лет, успели образоваться столь массивные объекты? Пока что этот факт не вполне укладывается в стандартную космологическую модель Вселенной, но будет ли в итоге пересмотрена стандартная модель или все же устоит, пока сказать трудно. Во всяком случае, эта проблема представляет большой интерес для астрофизиков.
Если эти объекты такие древние — они еще существуют?
Борис Эскин: Хороший вопрос! Как я уже сказал, мы сейчас видим свет, который шел до нас более 13 млрд лет — практически всю историю Вселенной.
С очень большой вероятностью все вещество, которое находилось вокруг черной дыры, давно должно было превратиться в энергию, которая и обеспечила колоссальную светимость всего этого объекта, но это лишь теория.
Сами авторы статьи предполагают, что такие красные точки как раз могли стать прообразами тех самых сверхмассивных черных дыр, которые находятся в центре многих галактик, в том числе и нашей галактики Млечный Путь. Впрочем, это опять же пока лишь гипотеза.
Насколько много красных точек обнаружили ученые?
Сергей Петров: На снимках аппарата James Webb навскидку уже сейчас видны десятки и, возможно, сотни подобных маленьких красных точек. Однако обработка кадров и идентификация этих объектов — процесс не быстрый и трудоемкий. На сегодняшний день идентифицированы и подтверждены не более десятка маленьких красных точек, но, очевидно, со временем их число будет расти.
Значение этого открытия переоценить трудно, поскольку ученым в самом деле удалось обнаружить принципиально новый, до сих пор неизвестный объект на окраинах Вселенной. Насколько это открытие изменит общепринятую стандартную космологическую модель, пока сказать трудно, но очевидно, что это открытие со временем даст много новой и важной информации для астрофизиков.
Комментарии (0)