1940
Міжнародна команда астрономів, аналізуючи інфрачервоні знімки космічного телескопа «Джеймс Вебб», знайшла чотири пари так званих маленьких червоних точок — компактних обʼєктів, які існували приблизно 12,5–12,8 млрд років тому. Дослідники припускають, що в них можуть міститися масивні чорні діри, які активно поглинали речовину та швидко зростали.
«Маленькі червоні точки» стали одним із нових класів далеких обʼєктів, які астрономи почали масово виявляти після запуску «Джеймса Вебба». На інфрачервоних зображеннях вони виглядають компактними та мають характерне червоне забарвлення. Одне з основних пояснень полягає в тому, що це ранні системи з чорними дірами, навколо яких інтенсивно накопичується речовина.
Походження надмасивних чорних дір залишається важливою проблемою астрономії. У сучасних великих галактиках у центрі зазвичай є чорна діра з масою від мільйонів до мільярдів мас Сонця. Проте спостереження дуже далекого Всесвіту показують, що великі чорні діри існували вже на ранніх етапах космічної історії, і вчені намагаються зрозуміти, як вони встигли так швидко вирости.
Один із можливих механізмів — злиття галактик і чорних дір. Коли галактики зближуються, газ може спрямовуватися до їхніх центрів і підживлювати чорні діри. Але знайти дуже близькі пари маленьких червоних точок було складно: два сусідні компактні обʼєкти стандартний аналіз міг помилково сприймати як одну складну структуру.
Команда під керівництвом Такумі Танаки з Інституту фізики та математики Всесвіту Кавлі при Токійському університеті використала новий метод аналізу високоякісних інфрачервоних зображень. Замість оцінки лише загальної яскравості та кольору обʼєкта дослідники аналізували колір кожного окремого пікселя. Це дозволило розділити системи, які на звичайному зображенні могли виглядати єдиною точкою.
У результаті вчені виділили чотири кандидати в подвійні системи. В кожному випадку дві маленькі червоні точки розташовані дуже близько одна до одної. За оцінками дослідників, відстань між компонентами становить від кількох тисяч до кількох десятків тисяч світлових років. Для порівняння, діаметр Чумацького Шляху становить близько 100 тисяч світлових років.
Щоб перевірити, чи не є близькість випадковим ефектом проєкції, команда оцінила ймовірність того, що неповʼязані обʼєкти просто опинилися майже на одній лінії зору. Розрахунки показали, що випадкова поява всіх чотирьох таких пар малоймовірна. Для двох систем науковці також проаналізували спектроскопічні дані «Джеймса Вебба» й встановили майже однакові значення червоного зміщення у двох компонентів, що підтримує висновок про їхню фізичну близькість.
Якщо кожна маленька червона точка справді містить чорну діру, що активно зростає, виявлені пари можуть показувати системи на шляху до майбутнього злиття. Таке злиття стало б додатковим каналом росту чорних дір у молодому Всесвіті. У перспективі подібні події можуть бути цікавими і для майбутніх обсерваторій гравітаційних хвиль.
Далі дослідники планують застосувати метод попіксельного аналізу до більшої кількості даних «Джеймса Вебба». Статистика близьких пар допоможе оцінити, наскільки часто ранні чорні діри зближувалися одна з одною і яку роль такі процеси могли відігравати у формуванні надмасивних чорних дір. Результати роботи опублікували 31 серпня в журналі Publications of the Astronomical Society of Japan.
