Маленькие красные точки: ключ к пониманию эволюции галактик

Недавние открытия, сделанные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, проливают свет на загадочные "маленькие красные точки", обнаруженные в ранней Вселенной. Эти объекты, как выясняется, могут стать активными центрами полностью сформировавшихся галактик. По словам Джорджа Рике из Университета Аризоны, "всё, что было создано в ранней Вселенной, должно эволюционировать во что-то, что мы видим вокруг". Исследования показывают, что эти маленькие красные точки могут быть предшественниками более крупных космических структур.

Открытие маленьких красных точек

Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил маленькие красные точки почти сразу после начала своей работы в 2022 году. Эти объекты выглядят маленькими, красными и неожиданно яркими. Они в основном находятся на значениях красного смещения, указывающих на то, что они существовали от 13.2 до 12.2 миллиардов лет назад. Обычно такая яркость на таких больших расстояниях подразумевает наличие квазаров — ярких ядер галактик, питаемых активными сверхмассивными черными дырами. Однако свет, исходящий от маленьких красных точек, больше напоминает свет раздувшихся звезд, с преобладанием инфракрасного излучения и некоторым ультрафиолетом, но без рентгеновского излучения, которое ожидалось бы от активной черной дыры.

Гипотезы о природе маленьких красных точек

Исходя из наблюдений, исследователи выдвинули гипотезу, что маленькие красные точки могут быть "звездами черной дыры" — огромными облаками газа, нагреваемыми скрытой, но растущей сверхмассивной черной дырой. Однако популяция этих точек резко уменьшается на красных смещениях, соответствующих менее чем 12 миллиардам лет назад. Это вызывает вопрос: куда они все исчезли? Существует две основные версии: либо они все погибли, либо развились в более знакомые объекты.

Новый взгляд на эволюцию

Недавняя работа, проведенная командой под руководством Пьерлуиджи Ринальди из Института космических телескопов (STScI), предлагает альтернативную версию. Исследователи идентифицировали потомка маленькой красной точки в виде далекой галактики, зарегистрированной как WISEA J123635.56+621424.2, которая находится на красном смещении 2, что означает, что мы видим её такой, какой она была 10.5 миллиардов лет назад. Галактика имеет аккуратные спиральные руки вокруг красного ядра, что дало команде повод назвать её "Сагуаро" в честь кактуса, произрастающего в юго-западной части США.

Связь с маленькими красными точками

Ядро Сагуаро имеет все признаки маленькой красной точки: оно ярко светит в инфракрасном диапазоне, как показал JWST, и также излучает ультрафиолет, что подтвердил телескоп Хаббла. Более того, рентгеновская обсерватория Чандра зафиксировала слабые рентгеновские лучи, исходящие от Сагуаро. Как отметила Кэрис Гилберт из Университета Кейптауна, "рентгеновские наблюдения показывают, что у этой галактики есть активное галактическое ядро, и оно очень скрытое". Это может объяснить отсутствие рентгеновского излучения, наблюдаемого у других маленьких красных точек.

Эволюция галактик

Ринальди и его команда смоделировали, как бы выглядела Сагуаро, если бы она существовала через миллиард лет после Большого взрыва. Большая часть её галактической структуры была бы менее развита или просто слишком тусклой для наблюдения на таком расстоянии, и видимым был бы только её ядро, напоминающее другие маленькие красные точки. Это предполагает, что маленькие красные точки не являются уникальной популяцией, а представляют собой фазу в развитии галактик с сверхмассивными черными дырами. Наша собственная Млечный Путь могла когда-то быть маленькой красной точкой.

Заключение

Сагуаро является важным звеном в истории маленьких красных точек и их связи с современными галактиками. Хотя ещё предстоит многое узнать о начале их истории и механизмах формирования, середина и конец этой истории начинают принимать ясные очертания. Результаты исследования были опубликованы 29 июля в журнале The Astrophysical Journal.