Галактики Little Red Dot (LRD) — это небольшие красные галактики, которые образовались примерно через 600 миллионов лет после Большого взрыва. Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) обнаружил более 300 таких галактик. Их яркость указывает на то, что они более массивны и наполнены звездами, чем должны быть в таком раннем возрасте Вселенной. Современные модели предполагают, что у этих галактик не было достаточно времени, чтобы стать такими массивными.
Тайна самых древних галактик остается неразрешимой
Объяснение высокой светимости ранних галактик тем, что в их центрах находятся сверхмассивные черные дыры, не подтвердилось. Астрономы ищут новые теории, а древние галактики, которые обнаружил телескоп Джеймс Уэбб, светятся гораздо ярче, чем должны светиться, согласно существующим сегодня моделям.
Джеймс Уэбб. NASA
Наблюдение древнейших галактик — одна из основных научных задач космического телескопа Джеймс Уэбб. Но когда он увидел первые галактики во Вселенной, он столкнулся с тайной, которую не удается разрешить до сих пор.
Когда телескоп JWST обнаружил галактики LRD (Маленькие красные точки), астрономы были озадачены. LRD оказались ярче и массивнее, чем должны быть галактики в самой ранней Вселенной. Новые исследования углубляют эту загадку.
Когда в излучении LRD были замечены сигнатуры активных галактических ядер (AGN), ученые предположили, что такие ядра могут объяснить избыточную яркость ранних галактик. Астрономы предположили, что избыточный свет исходит не только от звезд, но и от аккреционных дисков AGN. Это означало бы, что LRD не должны быть такими массивными, чтобы излучать весь свет, который мы видим, и их размер не будет бросать вызов современным моделям эволюции галактик.
К сожалению, эта гипотеза столкнулась с проблемой. AGN должны испускать мощные рентгеновские лучи, когда вещество, вращающееся в их аккреционных дисках, нагревается. Но, согласно новому исследованию, LRD, по-видимому, не испускают рентгеновских лучей. Новое исследование размещено на сервере препринтов arXiv.
Где же рентгеновское излучение?
«LRD является чрезвычайно слабым источником рентгеновского излучения: анализ отдельных и суммированных источников либо не выявил никаких признаков рентгеновских лучей, либо показал только очень слабые сигналы, за исключением нескольких отдельных случаев», — пишут авторы.
Но если нет рентгеновского излучения, не может быть и AGN с аккреционными дисками. Если нет аккреционных дисков, то яркость LRD не может исходить от сверхмассивных черных дыр. Если она не может исходить от сверхмассивных черных дыр, то она должна исходить от звезд. Тогда мы возвращаемся к исходной точке: пытаемся объяснить, как ранние галактики стали такими массивными и наполненными звездами. Пока предложенные объяснения не дают ответа.
Это изображение рентгеновского телескопа Chandra показывает 55 LRD в рентгеновском диапазоне 0,3−7 кэВ. Этот диапазон охватывает как мягкие рентгеновские лучи, так и значительную часть жесткого рентгеновского диапазона. Это широкий и информативный диапазон для астрофизических наблюдений, однако он не выявил никаких рентгеновских лучей.
«Несмотря на достижение беспрецедентной рентгеновской глубины, мы все равно не обнаружили рентгеновское излучение», — пишут авторы.
Еще одна гипотеза
Ученые говорят, что у нас пока есть только один вариант: «Чтобы объяснить слабость рентгеновского излучения LRD, мы предполагаем, что сверхмассивные черные дыры в этих системах не такие массивные и не такие яркие, как считается в настоящее время».
Причем это слабое излучение затенено облаками пыли. Но это своего рода объяснение «от безысходности», по крайне мере подтвердить гипотезу затенения пока не удается.
JWST выполнил свое обещание. Он открыл самые ранние галактики во Вселенной. То, что результаты противоречат нашим моделям, неудивительно. Каждая новая миссия и новый телескоп преподносят сюрпризы, и ученые часто с нетерпением ждут удивительных результатов. Пока галактики LRD не объяснены. На самом деле, тайна стала только глубже.