Ученые нашли «звезду» с черной дырой внутри: она ярче Солнца в 100 миллиардов раз
Астрономы обнаружили в ранней Вселенной объект, который выглядит как гигантская звезда, но на самом деле является абсолютно новой для ученых космической сущностью. Он светит примерно в 100 миллиардов раз ярче Солнца, окружен плотным водородным газом, а внутри, судя по расчетам, может находиться черная дыра массой от миллиона до 10 миллионов Солнц. Объект получил название MoM-BH*-1 и может помочь объяснить загадочные красные точки, которые телескоп «Джеймс Уэбб» находит в молодой Вселенной.
Мы видим MoM-BH*-1 таким, каким он был примерно через 660 млн лет после Большого взрыва. На снимке это небольшая красная точка, хотя окружающая ее газовая оболочка может иметь размеры планетной системы.
Красный цвет сначала попытались объяснить пылью, которая поглощает часть света. Но спектр объекта оказался другим. На определенном участке его излучение резко падает, причем более чем в 20 раз. Такой эффект связан с плотным водородным газом, но у обычных звезд он не бывает настолько выраженным.
Главная загадка оказалась еще проще: объект слишком яркий.
Черная дыра под оболочкой
Ученые проверили разные варианты с помощью компьютерных моделей. Лучше всего наблюдения объясняет система, в центре которой находится активно растущая черная дыра, окруженная плотной оболочкой из водорода.
Когда вещество падает к черной дыре, оно разогревается и выделяет огромное количество энергии. Плотный газ вокруг нее скрывает источник и одновременно заставляет всю систему выглядеть как гигантская звезда.
По расчетам, плотность газа может достигать 100 млрд атомов водорода на кубический сантиметр, а его движение внутри оболочки достигает примерно 500 км/с.
Такую гипотетическую систему исследователи называют «черной дырой звезды».
Но это пока именно гипотеза. Саму черную дыру астрономы напрямую не наблюдают: ее существование выводят из свойств света и газа вокруг объекта.
Возможно, это разгадка маленьких красных точек
MoM-BH*-1 интересен не только сам по себе. Телескоп «Джеймс Уэбб» уже обнаружил множество компактных красных объектов в ранней Вселенной. Их называют «маленькими красными точками», и их природа остается предметом споров.
Одна из версий предполагает, что за частью этих объектов скрываются быстро растущие черные дыры, окруженные плотным газом. MoM-BH*-1 хорошо подходит под такую картину.
Его свет настолько яркий, что практически перекрывает излучение галактики, в которой он находится. Более того, рядом с объектом есть молодая галактика примерно в 60 тыс. световых лет от него. Расчеты показывают, что примерно через 100 млн лет они могут слиться.
Когда исследователи смоделировали будущий вид этой системы, ее излучение оказалось похожим на то, которое наблюдают у «маленьких красных точек».
Это делает MoM-BH*-1 особенно интересным: возможно, ученые впервые увидели один из этапов, через которые проходят загадочные объекты ранней Вселенной.
При этом появляются и другие подтверждения того, что за маленькими красными точками действительно могут скрываться массивные черные дыры. В опубликованном исследовании астрономы впервые напрямую измерили массу черной дыры в одном из таких объектов. Она составила около 50 млн масс Солнца.
MoM-BH*-1 пока не дает окончательного ответа на вопрос, что представляют собой «маленькие красные точки». Но если модель подтвердится, небольшая красная точка на снимке телескопа окажется не звездой и не обычной галактикой, а гигантской черной дырой, скрытой под оболочкой из газа.
