Когда я впервые увидела снимки, присланные телескопом «Джеймс Уэбб», меня поразило не столько количество новых галактик, сколько один странный объект, который словно не вписывался ни в одну известную категорию. Астрономы тоже долго не могли понять, с чем именно столкнулись. В итоге оказалось, что речь идёт о совершенно новом типе космических тел — звезде, внутри которой скрывается чёрная дыра. Звучит как сюжет фантастического фильма, но данные наблюдений и компьютерного моделирования говорят об обратном.
Этот объект находится в созвездии Кита, на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Земли. Его размеры сопоставимы со всей Солнечной системой, а свет, который он испускает, имеет насыщенный красный оттенок. По оценкам учёных, он сформировался примерно через 660 миллионов лет после Большого взрыва — то есть в ту эпоху, когда Вселенная ещё только начинала обретать знакомые нам структуры. Именно такие находки помогают понять, как рождались первые сверхмассивные чёрные дыры и почему их так много в современном космосе.
Поиск далёких галактик привёл к неожиданному открытию
Изначально международная команда астрономов занималась поиском самых далёких галактик. С помощью инфракрасных камер «Джеймса Уэбба» им удалось зафиксировать галактику Mom-z14, которая появилась всего через 280 миллионов лет после Большого взрыва. Это уже само по себе стало важным результатом, однако вскоре внимание исследователей привлекло другое яркое красное пятно, получившее обозначение MoM-BH*-1. Оно оказалось самым красным объектом во всём архиве снимков телескопа.
Меня особенно заинтересовала деталь, о которой рассказали учёные: свет этого объекта почти полностью сосредоточен в красной части спектра и резко обрывается на определённой длине волны. Подобного поведения раньше не наблюдали ни у одного известного класса космических тел. Это и стало ключевой уликой, заставившей астрономов пересмотреть первоначальные гипотезы. Если бы перед нами была обычная гигантская звезда, работающая за счёт ядерного синтеза, её спектр выглядел бы иначе.
Чёрная дыра в газовом коконе
Компьютерное моделирование показало, что объект не является звездой в привычном понимании. Внутри него находится чёрная дыра, окружённая плотным слоем газа. Именно этот газ, разогреваясь при падении на чёрную дыру, заставляет объект светиться, как звезда. При этом энергия, которую он выделяет, в сто миллиардов раз превышает показатели любой известной звезды. По этому критерию он гораздо ближе к чёрным дырам, чем к звёздам, хотя внешне напоминает гигантское светило.
Руководитель исследования доктор Рохан Найду из Института астрофизики и космических исследований Кавли при Массачусетском технологическом институте объяснил, что команда прозвала этот объект звездой-чёрной дырой. В нём сочетаются признаки, которые традиционно относят к разным классам: энергетика чёрной дыры и внешние характеристики звезды. Такое сочетание долгое время считалось теоретически возможным, но только теперь удалось получить наблюдательные подтверждения.
Стоит напомнить, что чёрная дыра — это область пространства с настолько мощной гравитацией, что она затягивает всё вокруг, включая свет. Профессор РАН Сергей Попов поясняет: чёрная дыра представляет собой экстремальное искривление пространства-времени, вызванное концентрацией огромного количества вещества или энергии в одном месте. С бытовой точки зрения объектом её назвать сложно, ведь у неё нет твёрдой поверхности. Если бы человек с завязанными глазами попал в чёрную дыру, он не смог бы заметить её границу — он просто оказался бы внутри этой области, не ощутив перехода.
«Малые красные точки» и загадка ранней Вселенной
Если выводы астрономов подтвердятся, то десятки других загадочных объектов, которые называют «малыми красными точками» и которые встречаются почти на каждом снимке дальнего космоса от «Джеймса Уэбба», тоже могут оказаться звёздами-чёрными дырами. Это предположение может изменить представления о том, как формировались первые галактики. Учёные считают, что такие объекты играли важную роль в их развитии и могли быть зародышами современных сверхмассивных чёрных дыр, включая ту, что находится в центре Млечного Пути.
«На протяжении десятилетий мы предполагали, что в ранней Вселенной должно было происходить что-то грандиозное. Вероятно, этим „чем-то грандиозным“ и являются звёзды-чёрные дыры. Возможно, это зарождающаяся, скрытая фаза, с которой начинается путь почти каждой сверхмассивной чёрной дыры», — отметил Рохан Найду. Мне кажется, именно такие открытия напоминают, насколько мало мы пока знаем о первых эпохах существования Вселенной. Каждый новый снимок телескопа может скрывать объекты, которые заставят переписать учебники астрофизики.
Атмосфера на каменистой экзопланете
Параллельно с этим открытием американские планетологи впервые обнаружили атмосферу у каменистой планеты в зоне обитаемости за пределами Солнечной системы. Речь идёт о планете LHS 1140b, которая находится в том же созвездии Кита и вращается вокруг красного карлика на расстоянии 49 световых лет от Земли. Масса этой планеты превышает массу Земли в 5,6 раза, а радиус больше земного на 70%. По температуре и общему составу она напоминает нашу планету, однако есть и существенные отличия: на LHS 1140b отсутствует сила Кориолиса, и, вероятно, воды там значительно больше.
По словам учёных, атмосфера LHS 1140b выполняет защитную функцию: она оберегает поверхность от вредного излучения и не позволяет воде испаряться в космос. Сама звезда, вокруг которой обращается планета, отличается спокойным характером и редко производит мощные вспышки. Это дополнительно повышает шансы на существование стабильных условий, потенциально пригодных для жизни. Конечно, говорить о наличии живых организмов пока рано, но сам факт обнаружения атмосферы у каменистой экзопланеты — серьёзный шаг вперёд.
Наблюдая за такими исследованиями, я всё чаще задумываюсь о том, как стремительно расширяются границы наших знаний. Ещё недавно мы не могли уверенно сказать, есть ли атмосферы у планет за пределами Солнечной системы, а теперь изучаем объекты, которые сочетают свойства звёзд и чёрных дыр. Возможно, в ближайшие годы нас ждут ещё более удивительные открытия, которые помогут понять, как устроена Вселенная и какое место в ней занимаем мы сами.