Красные и голубые компактные объекты, которые телескоп «Джеймс Уэбб» находит в молодой Вселенной, могут оказаться одними и теми же системами на разных этапах развития. Такую модель предложили Цзыхао Ван и Кохэй Инаеси из Пекинского университета в препринте на сервере arXiv. Работу опубликовали 14 октября, рецензию она пока не проходила.
«Маленькими красными точками» астрономы называют компактные источники, которые светились, когда Вселенной не было и 1,5 млрд лет. В их спектре видны широкие линии излучения — признак быстро движущегося газа вблизи черной дыры. Позже нашлись похожие объекты с более голубым излучением, их прозвали «маленькими голубыми точками». Связаны ли эти две группы, оставалось неясным. Это могли быть стадии одного процесса, совершенно разные объекты или разные фазы эволюции ранних галактик и их черных дыр.
Ван и Инаеси описали быстро растущую черную дыру, погруженную в толстую газовую оболочку. Одновременно в ядре галактики рождаются звезды. Такая оболочка скрывает яркий аккреционный диск, то есть раскаленный вихрь вещества, падающего на черную дыру. Поэтому объект выглядит красным. Расчетные спектры модели совпали с теми, что «Уэбб» наблюдает у обоих типов точек.
Переход начинается, когда приток газа слабеет. Его может оборвать звездообразование и обратная связь — например, взрывы сверхновых в ядре галактики. Тогда оболочка постепенно остывает и сжимается под собственной тяжестью. Физики называют этот процесс сжатием Кельвина — Гельмгольца. Кокон становится компактнее, диск выходит на свет, и доля голубого излучения растет. По оценке авторов, превращение занимает от 5 до 50 млн лет. Срок в первую очередь зависит от того, насколько сильно черная дыра воздействует на окружающий газ и насколько хорошо оболочка удерживает вещество.
Модель можно проверить наблюдениями. На пути от красной стадии к голубой объект, согласно расчетам, сначала еще сильнее краснеет и лишь затем меняет цвет. Исследователи считают это временное покраснение надежной приметой переходных систем, потому что форма трека почти не зависит от параметров модели. Если «Уэбб» найдет такие промежуточные объекты, их доля относительно красных точек покажет, как росли первые сверхмассивные черные дыры и как они влияли на окружающий газ.
Ранее мы рассказывали, что астрономы спорят о природе «маленьких красных точек»: черные дыры это или гигантские звезды.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
