Новое моделирование предлагает единое объяснение сразу двух загадок ранней Вселенной: так называемых Little Red Dots — «маленьких красных точек», обнаруженных телескопом James Webb, — и неожиданно быстро появившихся сверхмассивных чёрных дыр.

Little Red Dots наблюдаются примерно через 600 миллионов — миллиард лет после Большого взрыва, а позднее практически исчезают. Это очень компактные объекты с необычно красным спектром и широкими линиями излучения водорода. Одновременно Webb обнаруживает в ранней Вселенной чёрные дыры с массами вплоть до миллиардов солнечных, которые, согласно обычным механизмам аккреции и слияний, вроде бы не должны были успеть настолько вырасти.

Исследователи из Института астрофизики Общества Макса Планка провели космологическое моделирование формирования первых массивных чёрных дыр. Неожиданно в нём естественным образом появились объекты, очень похожие на наблюдаемые Little Red Dots.

По модели, в ранней Вселенной огромные объёмы газа стекались к центрам молодых галактик. Сначала в некоторых таких областях могли возникать сверхмассивные звёзды массой в сотни тысяч Солнц. Примерно через два миллиона лет они коллапсировали, оставляя после себя сразу очень массивные зародыши чёрных дыр.

Оказавшись внутри огромного резервуара газа, такая чёрная дыра начинала чрезвычайно быстро расти. Но вещество не могло мгновенно провалиться внутрь из-за своего углового момента и накапливалось вокруг неё, формируя чрезвычайно плотную и непрозрачную газовую оболочку. Авторы образно называют такую систему «перекормленной» чёрной дырой, завёрнутой в собственное топливо.

Излучение из окрестностей чёрной дыры проходит через эту оболочку и перерабатывается ею. В результате наблюдатель получает компактный источник с красным спектром и широкими линиями водорода — то есть именно ряд характеристик Little Red Dots. В моделировании вокруг некоторых быстро растущих чёрных дыр также естественным образом возникали структуры, напоминающие теоретические «квазизвёзды»: чёрная дыра находится внутри массивной непрозрачной газовой оболочки.
Если модель верна, Little Red Dots могут представлять собой одну из ранних стадий формирования сверхмассивных чёрных дыр и одновременно объяснять, каким образом те смогли настолько быстро набрать массу.

Однако это пока результат моделирования, а не доказательство природы Little Red Dots. Более того, модель пока не объясняет одну из главных особенностей этих объектов — почему примерно через полтора миллиарда лет после Большого взрыва они практически исчезают из наблюдаемой Вселенной. Следующим этапом станет сравнение более детальных предсказаний модели с новыми наблюдениями James Webb.

https://www.space.com/astronomy/black-holes/the-james-webb-space-telescopes-mysterious-little-red-dots-may-be-overfeeding-black-holes