Японские астрофизики Цзыхао Ван и Кохэй Инаеси из Токийского университета предложили модель, объясняющую различие между «маленькими красными точками» (LRD) и «маленькими голубыми точками» (LBD). По их расчетам, переход из одного состояния в другое занимает от 5 до 50 миллионов лет и происходит по ме
Загадка компактных источников
«Маленькие красные точки» астрономы наблюдают на больших красных смещениях — в эпоху, когда возраст Вселенной не превышал 1,5 миллиарда лет. Эти объекты крайне компактны, их спектры содержат широкие линии водорода, что указывает на быстрые движения газа вблизи активно поглощающей материю черной дыры. При этом многие LRD неожиданно слабо излучают в рентгеновском и радиодиапазонах, и их природа до сих пор вызывает споры.
Позже была выделена похожая популяция объектов с более голубым спектром — «маленькие голубые точки» (LBD). Связаны ли эти два типа эволюционно или представляют собой разные системы, оставалось неясным.
Модель с газовой оболочкой
Ван и Инаеси построили модель, в которой быстро растущая черная дыра окружена плотной газовой оболочкой, а в центральной области продолжается звездообразование. Пока оболочка получает достаточно газа, она скрывает аккреционный диск и перерабатывает его излучение, поэтому источник выглядит красным.
Когда приток вещества ослабевает, оболочка теряет поддержку и сжимается за счет механизма Кельвина — Гельмгольца. Центральный диск становится менее скрытым, и в спектре нарастает доля голубого излучения.
Длительность перехода
Расчеты показывают, что смена фазы не происходит мгновенно. В зависимости от эффективности обратной связи черной дыры и способности оболочки удерживать вещество, переход занимает примерно от 5 до 50 миллионов лет. Возможен и промежуточный этап: перед тем как стать голубым, источник проходит через еще более красное состояние.
Как проверить гипотезу
Проверка модели требует новых наблюдений. Если космический телескоп «Уэбб» обнаружит достаточно объектов с промежуточными свойствами между красными и голубыми точками, это станет весомым аргументом в пользу эволюционной связи.
Соотношение числа переходных систем и обычных LRD позволит оценить, насколько сильно растущие черные дыры влияют на окружающий газ и как долго он остается рядом с ними. Таким образом, необычные цвета маленьких точек помогают проследить, как в юной Вселенной зародыши будущих сверхмассивных черных дыр набирали массу.
- LRD наблюдаются при возрасте Вселенной менее 1,5 млрд лет.
- Переход от красного к голубому состоянию занимает 5–50 млн лет.
- Модель предсказывает промежуточную, еще более красную фазу.
- Проверка возможна с помощью телескопа «Уэбб».
Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv.Org.
Частые вопросы
Что такое «маленькие красные точки»?
Это компактные источники излучения, наблюдаемые в молодой Вселенной (возраст менее 1,5 млрд лет), с красноватыми спектрами и широкими линиями водорода.
Почему они превращаются в голубые?
Когда приток газа к черной дыре ослабевает, газовая оболочка сжимается, и излучение аккреционного диска становится видимым, придавая объекту голубой оттенок.
Сколько длится переход?
По расчетам авторов, от 5 до 50 миллионов лет в зависимости от эффективности обратной связи и удержания вещества оболочкой.
Источник: Naked Science