«Джеймс Уэбб» нашёл возможный гибрид звезды и чёрной дыры

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в ранней Вселенной необычный источник MoM-BH-1. Команда под руководством астронома Рохана Найду из Массачусетского технологического института предложила модель, в которой объект представляет собой массивную чёрную дыру внутри плотной водородной оболочки.

Что известно о MoM-BH-1

На снимках MoM-BH-1 выглядит как яркая красная точка. По оценке исследователей, в центре источника может находиться чёрная дыра массой около 100 000 масс Солнца.

Согласно модели команды, чёрную дыру окружает плотная водородная оболочка размером примерно с Солнечную систему. Вещество падает к центру и выделяет энергию, а газ перерабатывает излучение. Из-за этого источник одновременно напоминает массивную звезду и активную чёрную дыру.

Исследователи используют для такой предполагаемой конфигурации определение «звезда-чёрная дыра». Речь идёт не об обычной звезде с компактным объектом внутри, а о едином ярком источнике, свойства которого объясняются аккрецией вещества и окружающей газовой оболочкой.

Почему стандартные модели не подходят

Светимость MoM-BH-1 слишком велика, чтобы уверенно объяснить её только массой и температурой звезды. В исходной оценке исследователей фигурирует превышение энергетического предела обычной звезды в 100 миллиардов раз, однако без дополнительных параметров это сравнение требует осторожной трактовки.

В спектре источника также обнаружен необычно глубокий бальмеровский скачок. Этот признак связан с поглощением излучения водородом на определённых длинах волн. У MoM-BH-1 он оказался сильнее, чем ожидается в стандартных моделях звезды или галактики.

Команда связывает спектральную особенность с плотной водородной средой вокруг центрального источника. Газ поглощает и перерабатывает часть излучения, формируя наблюдаемый профиль.

Почему источник выглядит красным

Одним из возможных объяснений красного цвета была космическая пыль, которая сильнее задерживает коротковолновое излучение. Однако, по данным моделирования, одной пыли недостаточно, чтобы воспроизвести наблюдаемый спектр.

Лучшее совпадение с данными «Джеймса Уэбба» дала модель массивной чёрной дыры внутри плотного газового облака. В ней водородная оболочка перерабатывает излучение центрального источника и усиливает его красную составляющую.

Предполагаемую галактику-хозяина отдельно разглядеть не удалось: её свет теряется на фоне компактного источника. Поэтому свойства самой галактики пока оценить сложно.

Зачем изучать MoM-BH-1

Объект может помочь проверить гипотезы о быстром росте сверхмассивных чёрных дыр в ранней Вселенной. Астрономы уже находят крупные чёрные дыры в первые космические эпохи, хотя при стандартных сценариях им могло не хватить времени для набора такой массы.

Если модель MoM-BH-1 верна, чёрная дыра массой около 100 000 Солнц могла быть промежуточным этапом этого роста. Плотная газовая среда содержит вещество, способное поступать к центру, но темп аккреции ещё предстоит подтвердить.

MoM-BH-1 нашли в рамках обзора Mirage or Miracle, посвящённого ранним галактикам. Пока это единственный объект, для которого предложена модель «звезды-чёрной дыры». Команда Рохана Найду планирует искать похожие источники, чтобы понять, были ли такие системы редкими или участвовали в формировании первых сверхмассивных чёрных дыр.