Потпуно нови тип свемирског објекта можда откривен – звезде са црним рупама у себи

Нова анализа „малe црвенe тачкe“ (ЛРД – little red dot), по надимку Литица (The Cliff), показује да би ови необјашњиви објекти могли да буду супермасивне црне рупе умотане у огромне, густе облаке гаса, попут атмосфере која окружује звездано језгро.

То је објашњење које решава проблем с којим се астрономи боре – „прелом“ у светлости ЛРД-ова који галаксије у раном универзуму чини старијим него што је могуће.

„Закључујемо да оптички и блиско-инфрацрвени континуум Литице не може потицати од масивне, еволуиране популације звезда са изузетно високом густином. Уместо тога, тврдимо да је највероватнији модел онај светлог јонизујућег извора поцрвенелог због густог, апсорбујућег гаса у његовој блиској околини. Тренутно је једини модел способан да произведе и јачину и облик посматраног Балмеровог прелома онај звезде црне рупе“, пише тим који предводи астрофизичарка Ана де Граф из Института Макс Планк за астрономију у Немачкој.

Балмеров прелом је нагла промена у спектру неког објекта у свемиру која се јавља у ултраљубичастом делу спектра, где је интензитет светлости краћих таласних дужина знатно мањи од интензитета на дужој страни линије. Ову карактеристику изазива апсорпција светлости краћих таласних дужина од стране атома водоника.

Снажан Балмеров прелом повезан је са галаксијама у којима доминирају звезде типa А, које имају управо ону температуру која им омогућава да апсорбују светлост на траженој таласној дужини. Али, да би се такав прелом уопште појавио, галаксије морају бити довољно старе да су најраније звезде типова О и Б већ углавном изумрле, остављајући А-звезде као главни извор светлости, уз мало или нимало новог стварања звезда.

Многи ЛРД-ови показују снажан Балмеров прелом у епохи која је почела само 600 милиона година након Великог праска, пре 13,8 милијарди година. Научници сматрају да је то превише рано у животном веку космоса да би галаксија могла достићи фазу доминације А-звезда.

Због тога се истражује шта би ове мале црвене тачке на праскозорју простор-времена могле бити – од примордијалних црних рупа до семена супермасивних звезда.

Литица представља потпуно нови ниво изазова – њена светлост путовала је 11,9 милијарди година, а Балмеров прелом који приказује најизразитији је до сада виђен за један ЛРД.

„Екстремна својства Литице натерала су нас да се вратимо на почетак и осмислимо потпуно нове моделе“, објаснила је де Граф.

Сада, галаксије нису једини објекти који показују Балмеров прелом. Ако читав скуп звезда може да произведе прелом у спектру галаксије, логично је да и свака појединачна звезда носи ту особину. Истраживачи су приметили да спектар Литице више личи на оно што би очекивали од једне звезде, него од целе галаксије.

Са том необичношћу на уму, развили су модел који су назвали звезда црне рупе – супермасивна црна рупа која активно усисава материјал из акреционог диска, окружена и поцрвенела не прашином, већ дебелим омотачем водониковог гаса.

Структура донекле подсећа на звезду умотану у ужарену плазму, али уместо језгра које спаја атоме, као код звезда, у центру звезде црне рупе налази се… црна рупа – слична активном галактичком језгру у срцу галаксије, која загрева немирни водоник који кључа око ње.

То је за сада само модел, али симулација тима показала је да звезда црне рупе одлично репродукује спектар виђен код Литице. Ово сугерише да би бар неки од ЛРД-ова у раном Универзуму могли бити ове чудне црне рупе које се претварају у галаксије.

Тренутно је теорија управо то – теорија. Биће потребна даља истраживања како би се утврдило не само да ли звезде црних рупа заиста постоје, већ и како настају и еволуирају, као и које друге особине њиховог спектра могу бити значајне. Ипак, делује уверљиво и бар делимично би помогло у решавању проблема ЛРД-ова без рушења нашег разумевања еволуције универзума.

„Литица представља најјачи директни доказ до сада да Балмеров прелом и спектрална расподела енергије од оптичког до блиско-инфрацрвеног дела у ЛРД-овима може потицати од емисије из активног галактичког језгра, а не од еволуиране популације звезда, иако многа отворена питања око црне рупе и особина галаксије-домаћина остају“, пишу истраживачи.