Джеймс Уэбб обнаружил первую звезду-чёрную дыру размером с Солнечную систему

Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил необычный космический объект, который может оказаться первой известной звездой-черной дырой.

Речь идет об объекте с массивной черной дырой в центре, окруженной звездообразной газовой оболочкой размером примерно с Солнечную систему. Это открытие может помочь объяснить загадочные красные точки, которые часто наблюдаются в ранней Вселенной.

Объект получил название MoM-BH*-1 и был обнаружен JWST в самой ранней Вселенной, всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Он выглядит как чрезвычайно яркая красная точка размером примерно как наша Солнечная система, однако обладает энергетической мощностью, которая, по оценкам астрофизиков, в 100 млрд раз превышает мощность любой обычной звезды. Следовательно, традиционный ядерный синтез не может обеспечивать такую мощность.

По мнению исследователей, объект питается от центральной чёрной дыры, окруженной огромным плотным облаком водородного газа.

Открытие было сделано в рамках проекта “Мираж” (MoM), в ходе которого телескоп Джеймс Уэбб искал самые ранние галактики во Вселенной. Исследователи заметили, что один особенно яркий источник выглядел необычно из-за интенсивного красного света.

Считается, что красные объекты на снимках из глубокого космоса часто окружены пылью, которая может изменять видимый цвет их света. Однако MoM-BH*-1 продемонстрировал ряд других интересных характеристик. Его свет показал исключительно глубокий бальмеровский скачок — спектральную особенность, связанную с поглощением фотонов плотным газом в звездных атмосферах. Кроме того, объект не продемонстрировал признаков элементов, более тяжёлых, чем водород и гелий.

Исследователи провели моделирование различных возможных конфигураций, чтобы выяснить, обусловливает ли характерный спектр также и яркость объекта. Они установили, что чрезвычайно плотная водородная оболочка может объяснить необычные спектральные особенности, однако не чрезвычайно большое количество излучаемой энергии.

Оказалось, что отсутствующим элементом был черная дыра. Включив её в свои модели и смоделировав её массу и другие параметры, исследователи обнаружили конфигурацию, которая чрезвычайно точно соответствует наблюдениям JWST. Моделирование предполагает, что MoM-BH*-1 содержит чёрную дыру, примерно в 100 тыс. раз массивнее Солнца, окружённую плотной водородной оболочкой размером с Солнечную систему.

Этот объект принципиально отличается как от звезды, так и от черной дыры. Энергию обычной звезды обеспечивает процесс термоядерного синтеза, а окружающий газ образует твердую оболочку. В MoM-BH*-1 аккреционная чёрная дыра выступает ключевым источником энергии, а окружающий плотный газ создаёт звездообразную внешнюю оболочку.

Это открытие может помочь объяснить одну из величайших современных космических загадок — многочисленные крошечные красные точки, которые появляются на снимках на протяжении всего периода наблюдений за ранней Вселенной. Эти объекты чрезвычайно распространены на снимках JWST, однако их почти не наблюдают в современной Вселенной.

По мнению исследователей, большинство красных точек могут быть звездами-черными дырами, встроенными в ранние галактики. MoM-BH*-1 выглядит необычно, поскольку она настолько яркая, что фактически затмевает галактику-хозяина.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature

Источник: NotebookCheck