Вчені відкрили новий тип космічного об’єкта: суміш чорної діри та зірки

Астрономи виявили у ранньому Всесвіті об’єкт, якого досі ніхто не спостерігав: гігантську хмару газу, що живиться енергією не від ядерного синтезу, як звичайні зірки, а від центральної чорної діри. Новий тип космічного об’єкта отримав назву «зірка чорної діри», а конкретний екземпляр — позначення MoM-BH*-1.

Відкриття сталося під час роботи телескопа Джеймса Вебба: дослідники шукали найдавніші галактики Всесвіту, коли натрапили на надзвичайно яскравий і незвично червоний об’єкт. Він займав простір, порівнянний із розмірами Сонячної системи, проте випромінював у 100 мільярдів разів більше енергії, ніж будь-яка зірка фізично здатна виробити.

«Це означає, що ядерний синтез — джерело енергії всіх відомих зірок — тут просто не може бути рушієм», — пояснює провідний автор дослідження Роган Найду з Массачусетського технологічного інституту та Університету Гаваїв. Стаття з описом об’єкта опублікована у журналі Nature. Науковці встановили, що чорна діра в центрі MoM-BH*-1 має масу, що у 100 000 разів перевищує масу Сонця, і генерує настільки потужний потік енергії, що він пронизує щільний газовий кокон навколо неї.

Підозру в тому, що об’єкт є чимось принципово новим, викликали кілька аномалій одночасно. По-перше, так звана «балмерівська межа» у його спектрі виявилася найглибшою з усіх, що будь-коли спостерігалися, — набагато різкішою, ніж у будь-якої відомої зірки чи галактики. По-друге, у випромінюванні об’єкта не виявили жодних слідів металів — лише водень і гелій. «Знайти об’єкт без жодного аналога серед мільярдів зірок, галактик і чорних дір в астрономічних базах даних — це щось особливе», — зазначає Найду.

Комп’ютерне моделювання підтвердило гіпотезу: жодна комбінація відомих астрофізичних явищ не відтворювала спостережувану картину, окрім моделі з активною чорною дірою, оточеною настільки щільним воднем, що зовні вся конструкція схожа на поверхню гігантської зірки. Енергія передається у вигляді випромінювання, вітрів або ударних хвиль, що б’ються об газові оболонки навколо чорної діри.

Вчені вважають, що MoM-BH*-1 може бути лише одним із сотень подібних об’єктів. Телескоп Вебба вже зафіксував сотні так званих «маленьких червоних крапок», що з’являються в перші сто мільйонів років існування Всесвіту, а потім безслідно зникають. Тепер дослідники припускають, що в центрі кожної такої крапки може ховатися зірка чорної діри. «Усі загадки й дивацтва маленьких червоних крапок починають мати сенс, щойно ви поміщаєте в їхні центри зірки чорних дір», — підсумовує Найду.