Джеймс Вебб виявив першу зірку-чорну діру розміром з Сонячну систему

Телескоп Джеймс Вебб (JWST) виявив незвичний космічний об’єкт, який може виявитись першою відомою зіркою-чорною дірою.

Мова йде про об’єкт з масивною чорною дірою у центрі, оточеною зореподібною газовою оболонкою розміром приблизно з Сонячну систему. Це відкриття може допомогти пояснити загадкові червоні точки, які часто спостерігають у ранішньому Всесвіті.

Об’єкт отримав назву MoM-BH*-1 й був виявлений Веббом у найранішому Всесвіті, усього через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху. Він виглядає як надзвичайно яскрава червона точка розміром приблизно з нашу Сонячну систему, однак має енергетичну потужність, яка за оцінками астрофізиків, у 100 млрд разів перевищує потужність будь-якої звичайної зірки. Отже, традиційний ядерний синтез не може забезпечувати таку потужність.

На думку дослідників, об’єкт живиться від центральної чорної діри, оточеної величезною щільною хмарою водневого газу.

Відкриття зробили в рамках проєкту “Міраж” (MoM), відповідно до якого, Джеймс Вебб шукав найраніші галактики у Всесвіті. Дослідники помітили, що одне особливо яскраве джерело виглядало незвично внаслідок інтенсивного червоного світла.

Вважається, що червоні об’єкти на зображеннях з глибокого космосу часто оточені пилом, який може змінювати видимий колір їхнього світла. Однак MoM-BH*-1 продемонстрував низку інших цікавих характеристик. Його світло показало виключно глибокий бальмерівський стрибок — спектральну особливість, пов’язану з поглинанням фотонів щільним газом у зоряних атмосферах. Окрім цього елемент не продемонстрував ознак елементів, важчих за водень та гелій.

Дослідники провели моделювання різних можливих конфігурацій аби з’ясувати, чи обумовлює характерний спектр також і яскравість об’єкта. Вони встановили, що надзвичайно щільна воднева оболонка може пояснити незвичайні спектральні особливості, однак не надзвичайно велику кількість випромінюваної енергії.

Виявилось, що відсутнім елементом була чорна діра. Додавши її до власних моделей й моделюючи її масу та інші параметри, дослідники виявили конфігурацію, яка надзвичайно точно відповідає спостереженням JWST. Моделювання передбачає, що MoM-BH*-1 містить чорну діру, приблизно у 100 тис. разів масивнішу за Сонце, оточену щільною водневою оболонкою розміром з Сонячну систему.

Цей об’єкт принципово відрізняється як від зірки, так і від чорної діри. Енергію звичайної зірки забезпечує процес термоядерного синтезу, а навколишній газ забезпечує тверду оболонку. У MoM-BH*-1 акреційна чорна діра виступає ключовим джерелом енергії, а навколишній щільний газ створює зореподібну зовнішню оболонку.

Відкриття може допомогти пояснити одну з найбільших сучасних космічних загадок — численні крихітні червоні точки, які з’являються на фото протягом усього періоду спостережень за раннім Всесвітом. Ці об’єкти надзвичайно поширені на зображеннях JWST, однак їх майже не спостерігають у сучасному Всесвіті.

На думку дослідників, більшість з червоних точок можуть бути зірками-чорними дірами, інтегрованими у ранні галактики. MoM-BH*-1 виглядає незвичайно, оскільки вона настільки яскрава, що фактично затьмарює галактику-господаря.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature

Джерело: NotebookCheck