"Малки червени точки": "Джеймс Уеб" разкри тайните на ранната Вселена

П рез декември 2022 г., по-малко от шест месеца след началото на научните операции, космическият телескоп на НАСА „Джеймс Уеб“ разкри нещо невиждано досега - множество червени обекти, които изглеждат малки на небето и които учените нарекоха „малки червени точки“ (LRD).  

Това обяви НАСА на своя официален уебсайт.   

Въпреки че тези точки са доста разпространени, изследователите са озадачени от тяхната природа, причината за уникалните им цветове и какво разказват те за ранната Вселена. 

Екип от астрономи наскоро състави една от най-големите извадки от LRD, почти всички от които са съществували през първите 1,5 милиарда години след Големия взрив. Те откриха, че голяма част от LRD в извадката им показват признаци, че съдържат растящи свръхмасивни черни дупки. 

„Ние сме объркани от тази нова популация от обекти, която “Джеймс Уеб” откри. Не виждаме техни аналози, което е причината да не сме ги виждали преди появата на “Джеймс Уеб”. В момента се извършва значителна по обем работа, за да се опитаме да определим естеството на тези малки червени точки и дали светлината им е доминирана от акретиращи черни дупки”, казва Дейл Кочевски от Colby College в Уотървил, Мейн, и водещ автор на изследването.  

Newfound Galaxy Class May Indicate Early Black Hole Growth, Webb Finds.https://t.co/gU7NpAt7ns pic.twitter.com/6MDIbMRiZF

— Jwst Feed (@WebbFeed) January 14, 2025

Изображение: Малки червени точки

Потенциален поглед към ранния растеж на черните дупки 

Съществен фактор, допринесъл за голямата извадка от LRD на екипа, е използването на публично достъпни данни от “Джеймс Уеб”. Като начало екипът търси тези червени източници в изследването Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), преди да разшири обхвата си до други наследени екстрагалактични полета. 

Методологията, използвана за идентифициране на тези обекти, също се различава от предишни проучвания, в резултат на което преброяването обхваща широк диапазон от “малки червени точки”. Откритото от тях разпределение е интригуващо: LRD се появяват в голям брой около 600 милиона години след Големия взрив и претърпяват бърз спад в количеството около 1,5 милиарда години след Големия взрив. 

Телескопът JWST потвърди дългогодишен модел на галактика

Екипът поглежда към “Червените неизвестни”  

Ярко инфрачервено екстрагалактично изследване (RUBIES) за спектроскопски данни за някои от LRD. Те откриха, че около 70% от целите показват доказателства за бързо обикаляне на газ със скорост 1000 км в секунда - признак за акреционен диск (структура (обикновено околозвезден диск), образувана от разпръсната материя в орбитално движение - бел.ред.) около свръхмасивна черна дупка. Това предполага, че много LRD са акреционни черни дупки, известни също като активни галактични ядра (AGN). 

„Най-вълнуващото нещо за мен са разпределенията на „малките червени точки“. Тези червени източници спират да съществуват в определен момент след Големия взрив. Ако те са растящи черни дупки, а ние смятаме, че поне 70 процента от тях са такива, това подсказва за ера на затъмнен растеж на черни дупки в ранната Вселена“, казва Стивън Финкелщайн, съавтор на изследването от Тексаския университет в Остин.  

Противно на новините, космологията не е пред срив 

Когато за първи път бяха открити LRD, някои предположиха, че космологията е „пред срив“. Ако цялата светлина, идваща от тези обекти, е от звезди, това означава, че някои галактики са се увеличили толкова бързо, че теориите не могат да ги обяснят. 

Изследванията на екипа подкрепят тезата, че голяма част от светлината, идваща от тези обекти, е от акретиращи черни дупки, а не от звезди. По-малко звезди означава по-малки и по-леки галактики, които могат да бъдат разбрани от съществуващите теории. 

„Ето как се решава проблемът с разбиването на Вселената“, казва Антъни Тейлър, съавтор на изследването от Тексаския университет в Остин. 

🆕 For the first time ever, the NASA/ESA/CSA James #Webb Space Telescope has detected and ‘weighed’ a galaxy that existed just 600 million years after the Big Bang!

Not only that, it found that the galaxy has a mass similar to our Milky Way galaxy at the same stage of… pic.twitter.com/LZiFc7AbN9

— European Space Agency (@esa) December 11, 2024

По-любопитно  

Все още има много въпроси за обсъждане, тъй като LRD изглежда предизвикват още повече въпроси. Например все още е открит въпросът защо LRD не се появяват при по-ниски червени отмествания. Един от възможните отговори е растежът отвътре навън: Тъй като звездообразуването в галактиката се разширява навън от ядрото, в близост до акретиращата черна дупка се отлага по-малко газ от свръхновите и тя става по-малко затъмнена. В този случай черната дупка се освобождава от газовия си пашкул, става по-синя и по-малко червена и губи статута си на LRD. 

Освен това LRD не са ярки в рентгенова светлина, което контрастира с повечето черни дупки с по-ниско червено отместване. Астрономите обаче знаят, че при определена плътност на газа рентгеновите фотони могат да бъдат уловени, което намалява количеството на рентгеновото излъчване. Следователно това качество на LRD може да подкрепи теорията, че това са силно затъмнени черни дупки. 

Екипът прилага множество подходи, за да разбере естеството на LRD, включително изследване на свойствата на тяхната извадка в средната инфрачервена област и широко търсене на акретиращи черни дупки, за да се види колко от тях отговарят на критериите за LRD. Получаването на по-задълбочена спектроскопия и подбрани последващи наблюдения също ще бъдат от полза за разрешаването на този понастоящем „отворен случай“ за LRDs. 

„Винаги има два или повече възможни начина да се обяснят объркващите свойства на малките червени точки. Това е непрекъснат обмен между моделите и наблюденията, намиране на баланс между това, което се съгласува добре между двете, и това, което си противоречи“, казва Кочевски.  

Тези резултати бяха представени на пресконференция по време на 245-ата среща на Американското астрономическо дружество в Националния Харбър, Мериленд, и са изпратени за публикуване в The Astrophysical Journal. 

Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ е водещата космическа научна обсерватория в света. „Джеймс Уеб“ решава загадки в нашата Слънчева система, гледа отвъд към далечни светове около други звезди и изследва мистериозните структури и произхода на нашата Вселена и нашето място в нея. Уеб е международна програма, ръководена от НАСА с нейните партньори ЕКА (Европейската космическа агенция) и CSA (Канадската космическа агенция). 

Припомняме и тази галерия от нашия архив:

Историческо: Вижте снимки от телескопа "Джеймс Уеб"

10 снимки

* Във видеото: Телескопът „Джеймс Уеб” засне екзопланета

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase