Астрономи відкрили новий тип астрофізичного об’єкта — «Зірку з чорною дірою»

17 серпня 2026 р. 19:12

17 серпня 2026 р. 19:12

Об’єкт було виявлено за допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб» у рамках проєкту «Mirage or Miracle», присвяченого пошуку найдавніших галактик.

MoM-BH*-1 існував приблизно через 660 млн років після Великого вибуху, коли Всесвіт був ще дуже молодим.

Спочатку він виглядав як ще одна яскрава червона крапка. Подібні компактні об’єкти JWST регулярно виявляє на величезних відстанях, і їхня природа залишається однією з помітних загадок сучасної астрономії.

Але спектр MoM-BH*-1 виявився незвичайним навіть на їхньому тлі.

Деталі

У світлі об’єкта дослідники виявили надзвичайно виражений бальмерівський стрибок — різку зміну спектра, пов’язану з поглинанням світла воднем.

Подібні особливості зустрічаються в атмосферах зірок. Однак у MoM-BH*-1 ефект виявився настільки сильним, що пояснити його звичайною популяцією зірок виявилося вкрай важко.

При цьому об’єкт практично не демонстрував ознак важких хімічних елементів: його спектр визначався головним чином воднем і гелієм.

Виходила дивна картина: перед астрономами було щось, що зовні нагадувало гігантську зоряну атмосферу, але мало енергетику активного ядра.

Вчені перевірили кілька сценаріїв за допомогою комп’ютерного моделювання.

Найкраще відповідала спостереженням модель, у якій центральне джерело енергії являє собою чорну діру, що аккреціює, а навколо неї розташована величезна й надзвичайно щільна оболонка газу.

Саме газ поглинає й переробляє випромінювання центральної області, змушуючи весь об’єкт виглядати майже як одна гігантська зірка.

При цьому мова йде не про те, що горизонт подій чорної діри досягає розмірів Сонячної системи. Величезним є газовий кокон, що її оточує.

Розрахунки показують, що газ, який оточує чорну діру, міг простягатися на десятки астрономічних одиниць.

Одна астрономічна одиниця відповідає відстані від Землі до Сонця. Для порівняння: середня відстань від Сонця до Плутона становить близько 40 астрономічних одиниць.

Тобто зовні така система дійсно могла мати розміри, порівнянні з масштабом Сонячної системи.

При цьому центральна чорна діра, згідно з моделями, могла мати масу близько мільйона і більше мас Сонця. Точна оцінка залишається невизначеною, оскільки щільний газ здатний серйозно спотворювати спектральні ознаки, які зазвичай використовують для вимірювання маси чорних дір.

Зазвичай дуже червоний колір віддаленого джерела пов’язують із пилом, який поглинає випромінювання з коротшими хвилями.

Але для MoM-BH*-1 вчені запропонували інше пояснення.

Чорну діру може оточувати настільки щільний шар водню, що сам газ стає майже непрозорим і змінює форму вихідного спектра.

Таким чином, об’єкт виглядає червоним не обов’язково через величезну кількість космічного пилу — значну роль може відігравати гігантська воднева оболонка.

Це відкриття може мати значення далеко за межами одного незвичайного об’єкта.

Після запуску JWST астрономи почали регулярно виявляти в ранньому Всесвіті так звані little red dots — «маленькі червоні крапки». Вони компактні, дуже яскраві й численні в молодому Всесвіті, але практично зникають у пізніші епохи.

Що саме знаходиться всередині цих об’єктів, вчені продовжують обговорювати.

Автори нової роботи припускають, що принаймні частина червоних крапок може бути схожою на MoM-BH*-1 — молоді чорні діри, буквально поховані всередині щільних газових оболонок.

Якщо ця гіпотеза підтвердиться, вона допоможе зрозуміти, як чорні діри могли настільки швидко зростати в перші сотні мільйонів років після Великого вибуху.

Незважаючи на ефектну назву «зірка з чорною дірою», інтерпретація MoM-BH*-1 поки що не є остаточно доведеною.

Дослідники самі зазначають, що використовувана модель є спрощеною. Вона показує, що система з чорною дірою, яка аккреціює, та щільним газовим коконом здатна пояснити незвичайний спектр об’єкта, але не виключає всіх можливих альтернатив.

Тому правильніше розглядати MoM-BH*-1 як сильного кандидата на новий тип астрофізичних джерел, а не як остаточно сформований новий клас небесних тіл.

Чому це важливо

У перші сотні мільйонів років існування Всесвіту вже існували напрочуд масивні чорні діри. Астрономам давно важко пояснити, як вони встигли вирости настільки швидко.

«Зірки з чорними дірами» можуть продемонструвати один із відсутніх етапів цього процесу: молода чорна діра виявляється оточеною величезними запасами щільного газу, активно поглинає речовину й швидко збільшує масу.

Якщо подібні об’єкти дійсно виявляться поширеними серед загадкових червоних точок JWST, астрономам доведеться серйозно переглянути уявлення про народження та зростання перших чорних дір.

Джерело

Дослідження: Rohan Naidu та співавт. A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic dawn

Журнал: Nature, 2026.

Наука