Міжнародна група вчених за допомогою космічного телескопа “Джеймс Вебб” вперше вивчила об'єкт, що поєднує в собі властивості чорної дірки та зірки. Ця категорія тіл, відома як “зірки з чорною діркою” (black hole stars), до цього існувала лише в теоретичних моделях. Дослідження опубліковано у журналі Nature.
Об'єкт, який отримав назву MoM-BH*-1, за розмірами можна порівняти з гігантською зіркою: його оболонка простягається на відстань, порівнянну з розмірами Сонячної системи. При цьому він випромінює приблизно в 100 млрд разів більше енергії, ніж будь-яка відома зірка, що робить його більш схожим на чорну дірку.
Об'єкт розташований у сузір'ї Кита більш ніж за 10 млрд світлових років від Землі і, за розрахунками вчених, сформувався на ранньому етапі розвитку Всесвіту — за кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху.
Вчені припускають, що MoM-BH*-1 є надзвичайно щільною хмарою газу, джерелом енергії якої служить не звичайний ядерний синтез, а чорна діра, що знаходиться в центрі.
«Ми вважаємо, що в центрі знаходиться чорна діра масою приблизно в 100 000 разів більша за масу Сонця. Навколо неї розташовується величезна газова оболонка, що нагадує поверхню зірки розміром із Сонячну систему. Це справді колосальний об'єкт», — зазначив співавтор дослідження Рохан Найду у прес-релізі Массачусетського технологічного інституту (MIT).
Спочатку дослідники використовували телескоп Джеймс Вебб для пошуку найбільш віддалених галактик. При вивченні отриманих зображень вони помітили джерело, яке різко виділялося серед інших об'єктів — надзвичайно яскраву червону точку.
Спочатку вчені припустили, що червоний колір об'єкта пояснюється навколишньою хмарою пилу, проте спектральні дані не підтвердили цю гіпотезу. Вчені звернули увагу і на те, що в спектрі були відсутні ознаки металів та інших хімічних елементів, за винятком водню та гелію.
«Ми почали ставити питання: чи може об'єкт бути настільки червоним, якщо він складається тільки з водню і навколо нього немає пилу? На диво, виявилося, що це можливо, якщо джерело приховано за надзвичайно щільним шаром водню — настільки щільним, що він швидше нагадує поверхню гігантської зірки, ніж розріджену міжзоряну туманність», — зазначив співавтор дослідження Роберт Сімко.
Крім того, незважаючи на незвичну інтенсивність світла, на деяких довжинах хвиль його випромінювання майже повністю зникало. Це називається бальмерівським стрибком. Зазвичай цю ознаку пов'язують із щільним газом в атмосферах зірок віком кілька сотень мільйонів років, який поглинає фотони. Подібна особливість, наприклад, спостерігається у Веги – однієї з найяскравіших зірок нічного неба.
Вчені припустили, що всередині надзвичайно щільної водневої оболонки ховається сильне джерело енергії. Така модель пояснює як бальмерівський стрибок, через який частина випромінювання поглинається, так і майже повна відсутність у спектрі елементів важча за водень і гелій. Потім дослідники розглянули варіант, при якому джерелом енергії служить чорна діра, що активно поглинає речовину, і стали змінювати її масу та інші параметри, зіставляючи результати моделювання зі спостереженнями.
Якщо MoM-BH*-1 справді є «зіркою з чорною діркою», відкриття може допомогти пояснити природу так званих «маленьких червоних крапок» (little red dots), які зустрічаються майже на кожному знімку далекого космосу «Джеймса Вебба».
