Astronomai liko visiškai priblokšti, ar paslaptingi raudoni taškai iš tiesų slepia juodąsias skyles?

Nauja analizė, atlikta nagrinėjant „mažą raudoną tašką“ (LRD), pravardžiuojamą „The Cliff“, rodo, kad šie keisti šaltiniai gali būti supermasyvios juodosios skylės, apgaubtos tankiomis dujų sferomis, tarsi atmosfera, gaubianti žvaigždės branduolį.

Šis modelis galėtų paaiškinti problemą, su kuria astronomai iki šiol nerado atsakymo: staigų spektrinį lūžį (angl. Balmer break), dėl kurio kai kurios galaktikos ankstyvojoje Visatoje atrodo per senos, kad galėtų egzistuoti tokiame laiko tarpsnyje.

Astrofizikės Annos de Graaff vadovaujama komanda rašo, jog „šviesos spektras negali būti paaiškintas tankia senų žvaigždžių populiacija“. 

Pasak jų, labiausiai tikėtinas modelis yra šviesus jonizuojantis šaltinis, kurį stipriai sugeria arti esantis tankus vandenilio sluoksnis. Vienintelis sprendimas, galintis paaiškinti stebimą spektrą, yra vadinamasis juodosios skylės žvaigždės modelis.

Kas yra Balmerio lūžis?

Balmerio lūžis - tai ryškus spektrinis pokytis ultravioletinėje srityje, kai trumpesnio bangos ilgio šviesa staiga nuslopsta, o ilgesnio bangos ilgio – išlieka ryški. Šį reiškinį sukelia vandenilio atomų šviesos sugertis. 

Paprastai stiprus Balmerio lūžis siejamas su galaktikomis, kuriose dominuoja A tipo žvaigždės. Tačiau tokioms galaktikoms susiformuoti reikia laiko, bent jau kelių šimtų milijonų metų, kol pirmosios masyvios O ir B tipo žvaigždės išnyksta.

Problema ta, kad daugybė LRD buvo aptikta jau praėjus vos 600 mln. metų po Didžiojo sprogimo, kai, atrodytų, dar per anksti tokioms žvaigždžių populiacijoms.

„The Cliff“ yra ypatingas atvejis

Objekto šviesa iki mūsų keliavo beveik 12 mlrd. metų. Jo Balmerio lūžis yra stipriausias, kokį kada nors fiksavo astronomai ankstyvojoje Visatoje. Dėl šių savybių tyrėjams teko ieškoti visiškai naujų paaiškinimų.

Analizuodami spektro ypatybes, mokslininkai pastebėjo, kad jos labiau primena ne galaktiką, o pavienę žvaigždę. Todėl jie pasiūlė idėją: tai gali būti supermasyvi juodoji skylė, kuri aktyviai ryja medžiagą iš akrecinio disko, apsupta stora vandenilio atmosfera. 

Ši struktūra primena žvaigždę, tik vietoj branduolio, kur vyksta branduolinės reakcijos, jos centre yra juodoji skylė.

Ar tai tikrai naujas Visatos objektas?

Modelio simuliacijos parodė, kad toks „juodosios skylės žvaigždės“ scenarijus itin tiksliai atkartoja „The Cliff“ spektrą. Tai reiškia, jog bent dalis ankstyvųjų LRD gali būti ne jaunos galaktikos, o šie egzotiški dariniai.

Vis dėlto kol kas tai tik teorija. Reikia daugiau tyrimų, kad būtų patvirtinta, ar tokie objektai tikrai egzistuoja, kaip jie formuojasi ir kokie dar jų spektro požymiai galėtų išduoti jų prigimtį.

Kaip rašo tyrėjai, „The Cliff“ pateikia stipriausią iki šiol įrodymą, kad Balmerio lūžį ir infraraudonųjų spindulių spektrą gali lemti ne žvaigždžių populiacija, o aktyvi juodoji skylė“. 

Be to, šio objekto stebėjimai su James Webb kosminiu teleskopu tapo idealia atrama kuriant ateities modelius apie aktyvius branduolius ir juodųjų skylių žvaigždes.