James Webb обнаружил возможную «звезду с чёрной дырой внутри» размером с Солнечную систему

Космический телескоп James Webb обнаружил в ранней Вселенной необычный красный объект, который может представлять ранее неизвестный тип космических источников. По основной версии исследователей, внутри гигантского облака водорода скрывается чёрная дыра массой примерно в 100 тысяч Солнц.

Объект получил обозначение MoM-BH*-1. Его свет летел до нас более 13 миллиардов лет, поэтому астрономы наблюдают его таким, каким он был примерно через 660 миллионов лет после Большого взрыва.

Внешне находка напоминает огромную красную звезду. Однако обычная звезда не могла бы производить столько энергии. Проведённое учёными моделирование показало, что источником излучения, вероятнее всего, является активно поглощающая вещество чёрная дыра.

Чёрная дыра внутри газового кокона

Обычные звёзды излучают энергию благодаря термоядерным реакциям в своих недрах. В предложенной исследователями модели MoM-BH*-1 устроен совершенно иначе.

В центре объекта находится чёрная дыра. Её окружает исключительно плотная и протяжённая оболочка из водорода, напоминающая атмосферу гигантской звезды. Газ падает к центру, нагревается и начинает интенсивно светиться.

Из-за плотной оболочки система выглядит не как привычная чёрная дыра с плоским аккреционным диском, а как единый огромный красный шар. Учёные используют для таких гипотетических объектов название «звёзды — чёрные дыры».

Размером с Солнечную систему

По расчётам исследователей, масса центральной чёрной дыры составляет около 100 тысяч масс Солнца. Газовая оболочка вокруг неё может простираться примерно на размер всей Солнечной системы.

Для сравнения: диаметр Солнца составляет около 1,4 миллиона километров, тогда как расстояние между Солнцем и Нептуном измеряется миллиардами километров.

Несмотря на гигантские размеры, MoM-BH*-1 находится настолько далеко, что на изображениях James Webb выглядит всего лишь маленькой красной точкой. Его истинную природу учёные определяли не по форме, а по спектру излучения — своеобразному световому отпечатку состава, температуры и движения вещества.

Почему объект удивил астрономов

Свет MoM-BH*-1 практически полностью создаётся веществом вокруг чёрной дыры. Вклад обычных звёзд предполагаемой галактики оказался настолько мал, что сама галактика почти не видна.

Это делает находку особенно важной. Астрономы могли увидеть чёрную дыру на стадии, когда она уже активно растёт, но ещё не успела оказаться внутри крупной сформировавшейся галактики.

Рядом с объектом находится более яркая молодая галактика. По оценке исследователей, две системы могут объединиться примерно через 100 миллионов лет. После такого слияния MoM-BH*-1 станет похож на другие загадочные объекты, обнаруженные телескопом James Webb.

Тайна маленьких красных точек

После начала работы James Webb астрономы заметили во Вселенной множество компактных красных источников. Они получили неофициальное название little red dots — «маленькие красные точки».

Эти объекты существовали в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва и оказались неожиданно яркими. Некоторые из них выглядели как галактики, внутри которых чёрные дыры росли намного быстрее, чем позволяли прежние модели.

MoM-BH*-1 может объяснить происхождение части таких точек. Если молодые чёрные дыры действительно способны прятаться внутри плотных газовых оболочек, они могли быстро набирать массу и постепенно превращаться в сверхмассивные чёрные дыры.

Именно такие гиганты сегодня находятся в центрах большинства крупных галактик, включая Млечный Путь.

Новый объект или необычная стадия развития

Исследователи подчёркивают, что название «звезда — чёрная дыра» пока описывает наиболее подходящую модель, а не окончательно подтверждённый новый класс небесных тел.

MoM-BH*-1 невозможно рассмотреть вблизи, поэтому учёные восстанавливают его устройство по спектру и компьютерному моделированию. Дальнейшие наблюдения должны уточнить размеры газовой оболочки, характеристики центральной чёрной дыры и окружение объекта.

Если предложенная модель подтвердится, находка поможет объяснить одну из главных загадок современной астрономии: каким образом огромные чёрные дыры успели появиться менее чем через миллиард лет после рождения Вселенной.