Интернациональный коллектив астрономов и астрофизиков обнаружил в древней галактике MoM-z14 компактный яркий объект с нестандартными оптическими характеристиками, получивший обозначение MoM-BH*-1. Результаты опубликованы в Nature 1. Это открытие может помочь в понимании природы так называемых маленьких красных точек, которые с 2022 года в изобилии регистрирует аппаратура космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Сначала несколько слов о самой галактике MoM-z14. Она была найдена в небольшом экваториальном созвездии Секстанта всё тем же «Уэббом» 16 мая 2025 года и до сих пор считается самой далекой из известных астрономам галактик во Вселенной. Ее свет доходит до Земли с красным смещением 14,44. Это означает, что галактика уже существовала, когда после Большого взрыва прошло всего лишь 280 млн лет. В это время ее эффективный радиус составлял около 240 световых лет, что на два порядка меньше радиуса Млечного Пути. Ее масса оценена в 100 млн солнечных масс, что в 10 тыс. раз меньше, чем у нашей галактики. При этом MoM-z14 отличается очень большой интегральной светимостью, что указывает на наличие в ней ярких и массивных звезд с короткими временами жизни. Это также означает, что в то время в галактике не затихал интенсивный процесс рождения новых светил, который обеспечивался очень высокой плотностью захваченного ею космического газа. Считается, что этот фактор также способствовал быстрому аккреционному росту черных дыр, которые возникали в этой галактике после взрывов сверхновых.
Теперь перейдем к новооткрытому космическому объекту MoM-BH*-1. Название показывает, что объект принадлежит галактике MoM-z14 и рассматривается как кандидат в черные дыры (black holes, BH). Дошедший до Земли свет этого объекта был испущен, когда от Большого взрыва прошло 660 млн лет. Реконструкция спектрометрических данных привела ученых к выводу, что они нашли сверхмассивную черную дыру, окруженную высоко турбулентными потоками сильно ионизированного газа (а именно смеси водорода и гелия). Их температура в статье не указывается, однако предшествующие теоретические модели оценивают ее приблизительно в 5000 К. Их аномально высокая по космическим масштабам плотность по порядку величины составляла 1011 частиц на кубический сантиметр, а скорость доходила до 500 км/с. Этот газ чрезвычайно интенсивно аккрецировал на «поверхность» черной дыры, высвобождая огромное количество энергии, которая и шла на его нагрев.
Масса дыры MoM-BH*-1, согласно результатам астрофизического моделирования, составляла от миллиона до десяти миллионов солнечных масс, а ее полная тогдашняя светимость в сто миллиардов раз превышала солнечную. Радиус ее газового «конверта» приблизительно совпадал с размером всей Солнечной системы. При телескопических наблюдениях MoM-BH*-1. выглядит как исполинская звезда с умеренно нагретой атмосферой, что-то вроде красного гипергиганта. Поэтому ее иногда называют black hole star. Адекватно перевести это словососочетание на русский язык я не берусь.
Теперь перейдем к особенностям ее излучения. Электроны в атомах сильно нагретого водорода во многих случаях находились не на первом, основном, энергетическом уровне, а на втором (или первом возбужденном). Поэтому в его спектрах доминировала серия Бальмера. Из-за высокой плотности водород эффективно поглощал уходящие от черной дыры фотоны с энергиями, превышающими порог ионизации атомов водорода из второго энергетического уровня, соответствующий длине волны 364,6 нм. В результате на свободу преимущественно выходили фотоны с меньшими энергиями (а именно с длинами волн свыше 364,6 нм) — иначе говоря, световые потоки фильтровались в красную сторону оптического спектра. Часто такой эффект, который называют бальмеровским скачком (Balmer break), вызывают пылевые компоненты космической среды, но в данном случае они отсутствовали. Поэтому покраснение уходящего от дыры света обеспечивалось только ее сверхплотным газовым коконом.
Новое открытие обещает помочь раскрыть природу так называемых маленьких красных точек (Little Red Dots, LRDs). Это странноватое имя астрономы присвоили довольно загадочным объектам, которые с лета 2022 года начал регистрировать космический телескоп «Джеймс Уэбб». Они наблюдаются в компактных юных галактиках с характерными размерами не более 2% от диаметра Млечного Пути и очень высокими собственными светимостями. Как показало измерение их красных смещений z, в основном лежащих в интервале от 8 до 4, по большей части они рождались на возрастном промежутке Вселенной от 600 млн до приблизительно 1,5 млрд лет. Поскольку свет этих источников имеет наибольшую интенсивность в красной части спектра, их и назвали красными точками. По разным оценкам, к середине 2026 года число зарегистрированных LRDs составило от нескольких сотен до тысячи и продолжало расти. Интересно, что даже сверхчувствительная аппаратура JWST регистрирует их на пределе своих возможностей в силу крайне низкой видимой яркости.
Природа LRDs пока остается предметом непрерывных споров. Для их описания выдвинуты различные гипотезы, для обсуждения которых здесь просто нет места2. Но вот что самое важное. Спектр MoM-BH*-1 сам по себе отличается от типичных спектров маленьких красных точек. Однако когда авторы статьи в Nature наложили этот спектр на спектр его наиярчайшего галактического окружения, такое сходство обнаружилось. Это свидетельствует в пользу теории, согласно которой источниками излучения LRDs служат сверхмассивные черные дыры из активных ядер этих юных галактик, окруженные плотными облаками горячего турбулентного газа без пылевых примесей. Она была подробно разработана в статье астрофизика из Манчестерского университета Вадима Русакова и его коллег, опубликованной в начале этого года 3. Насколько эта теория справедлива, покажут дальнейшие исследования.
Если излучение маленьких красных точек в значительной части создавалось описанным в процитированных статьях механизмом, то они уже давно потеряли право на свое экзотическое название. Теория утверждает, что черные дыры этих галактик со временем лишились сверхплотных газовых оболочек, которые постепенно рассеялись в пространстве. Поскольку галактические ядра тогда содержали достаточно вещества для продолжения интенсивной аккреции, они превратились в нормальные квазары и начали посылать в космос многоспектральное излучение, содержащее и рентген, и радиоволны. Когда-нибудь его станут регистрировать земные телескопы — только вот ждать этого придется сотни миллионов или даже миллиарды лет.
Алексей Левин
1 Naidu R. P. et al. A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic down // Nature, 656, 329–333, 13 August 2026.
2 См. напр. www.trv-science.ru/2026/01/novoe-obyasnenie-malenkih-krasnyh-tochek/
3 Rusakov V. et al. Little red dots as supermassive black holes in dense ionized cocoons // Nature. Vol. 649, 574–578, 15 January 2026.