• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
9 февраля, 12:03
Илья Гриднев
6
1,1 тыс

«Маленькие красные точки» оказались черными дырами прямого коллапса

❋ 4.7

Астрофизики построили модель, согласно которой «маленькие красные точки», загадочные плотные объекты в ранней Вселенной, — это черные дыры, возникшие сразу из газовых облаков и миновавшие длительную стадию звездной эволюции. Именно сценарий прямого коллапса объяснил аномально высокую массу небесных тел и отсутствие у них рентгеновского излучения.

Изображение «маленькой красной точки», полученное телескопом «Джейс Уэбб» / © NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurich), D. Kashino (National Observatory of Japan), S. Lilly (ETH Zurich)

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» создавали для изучения объектов, возникших вскоре после Большого взрыва. В эту эпоху оптика аппарата зафиксировала множество необъяснимых источников света, которые астрономы назвали «маленькими красными точками». Объекты обладали крошечными размерами (менее 100 парсек), но слишком ярко светились.

Специалисты предполагали, что это компактные галактики с активным рождением звезд или квазары, в центрах которых — обычные сверхмассивные черные дыры. Однако обе версии противоречили устоявшимся теориям, так как для формирования подобных объектов требовалось значительно больше времени.

«Маленькие красные точки» появились, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, но весили как миллионы Солнц. Стандартная модель не могла объяснить столь высокую скорость роста, для превращения звездных остатков в сверхмассивные гиганты просто не хватило бы времени. Другая странность заключалась в том, что активные черные дыры обычно излучают мощный рентгеновский сигнал, а «маленькие красные точки» в этом диапазоне молчали.

Команда астрофизиков из Гарварда в свежей статье пришла к выводам, что загадочные объекты появились путем прямого коллапса газовых облаков плотного водорода. Результаты опубликовали на сервере препринтов arXiv и отправили на рецензирование в журнал Nature.

Астрофизики разработали детальное радиационно-гидродинамическое моделирование. Они рассчитали, как ведут себя облака холодного газа при падении на зародыш черной дыры. Симуляция отслеживала движение материи и влияние излучения на окружающую среду. Модель показала образование экстремально плотной оболочки, которая поглощает высокоэнергетические лучи и перерабатывает их в свет других диапазонов.

Затем исследователи преобразовали компьютерные расчеты в спектр, который увидел бы телескоп с учетом красного смещения. Полученный график сравнили с реальными данными наблюдений типичного представителя «красных точек» — объекта RUBIES-EGS 42046. Этот источник света находится на расстоянии, которое соответствует ранней эпохе развития космоса. Его спектр содержал странные особенности: слабый рентгеновский сигнал и линии тяжелых элементов при полном отсутствии признаков рождения новых звезд.

Виртуальная модель «черной дыры прямого коллапса» почти идеально совпала с наблюдениями телескопа, расхождения составили менее 10%. Модель воспроизвела уникальную V-образную форму спектра и наличие линий тяжелых элементов без привлечения гипотез о звездах. Расчеты доказали, что телескоп видел плотную завесу газа, за которой скрывается быстрорастущий гигант.

Как выяснили исследователи, большое количество газа поглощает энергию и переизлучает ее в инфракрасном диапазоне, что и придает объектам характерный красный цвет. Расчеты подтвердили: телескоп видит процесс рождения массивных черных дыр, которые возникают сразу из газа и обходят временные ограничения стандартного сценария.

Открытие разрешило один из парадоксов современной космологии — проблему «тяжелых зародышей». Астрофизики показали, как сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной могли не тратить время на медленную эволюцию, а возникнуть быстро и эффективно. Теперь наука получила наблюдательное доказательство, подкрепленное сильной теоретической моделью, как именно сформировались гравитационные монстры в центрах большинства галактик.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 марта, 07:55
Игорь Байдов

Каждую весну оплодотворенные матки шмелей выходят из зимовки и основывают новые колонии. Но как они умудряются выжить, если во время «спячки» их подземное убежище часто подтапливают талые или дождевые воды? Первыми на этот вопрос в 2024 году ответила команда канадских биологов. Они выяснили, что шмели способны безопасно проводить под водой до недели. Теперь другая группа ученых решила выяснить, какой именно физиологический механизм стоит за этим феноменом.

13 марта, 13:03
ФизТех

Антиген стволовых клеток простаты (PSCA) — это белок, который участвует в патогенезе заболеваний предстательной железы. Его вторая роль касается развития болезни Альцгеймера и других неврологических патологий. Новая статья ученых из МФТИ и ИБХ РАН с соавторами описала структуру PSCA, его фармакологические свойства и участие в нейровоспалении, что поможет создать новые лекарства. 

12 марта, 13:30
Александр Березин

Существует мнение, что астронавты в космосе — «балласт». Но на практике в сложных условиях именно люди выполняют ключевую работу, а автоматы резко уступают им по возможностям. Поэтому научных работ по итогам лунных экспедиций людей было больше, чем по итогам работы на Луне всех автоматов за всю историю. Несмотря на это, существует серьезная вероятность того, что у нового американского средства доставки людей на Луну не будет возможности ручной посадки.

10 марта, 14:47
ФизТех

Коллектив климатологов из Института географии РАН, Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН и МФТИ разобрал одну из самых загадочных страниц климатической летописи: почему Арктика так резко потеплела в первой половине XX века, причем особенно сильно зимой. Ученые оценили, какую долю в тех температурных скачках могли сыграть «внутренние ритмы» атмосферы и океана Северного полушария и почему ответ меняется в зависимости от того, как именно отделять естественные колебания климата от внешних факторов вроде роста парниковых газов и загрязнения воздуха аэрозолями.

12 марта, 07:55
Игорь Байдов

Каждую весну оплодотворенные матки шмелей выходят из зимовки и основывают новые колонии. Но как они умудряются выжить, если во время «спячки» их подземное убежище часто подтапливают талые или дождевые воды? Первыми на этот вопрос в 2024 году ответила команда канадских биологов. Они выяснили, что шмели способны безопасно проводить под водой до недели. Теперь другая группа ученых решила выяснить, какой именно физиологический механизм стоит за этим феноменом.

8 марта, 10:58
Татьяна Зайцева

Согласно гипотезе о так называемой Еврогондване, в эпоху динозавров Европа, как часть северного суперконтинента Лавразия, еще не полностью отделилась от южного суперконтинента Гондвана и животные могли свободно мигрировать между Европой и Африкой. Однако новый анализ найденных в Венгрии костей первобытного крокодила показал, что его сходство с гондванскими видами обусловлено не близким родством, а схожим образом жизни.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

5 марта, 08:10
Александр Березин

Одна сторона сыплет более дорогими и сложными баллистическими ракетами, другая — относительно дешевыми крылатыми. Но при этом первая на порядок беднее второй. А что у них с технологическим уровнем для наземной войны, и почему, кстати, глава второй избегает даже самого этого слова? Попробуем разобраться в реальных возможностях военных машин сторон потенциально самого опасного конфликта 2026 года.

28 февраля, 16:50
Игорь Байдов

В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
-
1
+
А быстро у них получается. Построили модель и теория спасена. Да ещё и открытие совершили. По-видимому получат Нобелевскую премию. Одно радует. Это всего лишь модель, которых ещё сотня будет. И очередная гипотеза, которая никогда не будет проверена и подтверждена.
-
0
+
"как ведут себя облака холодного газа при падении на зародыш черной дыры". Так все-таки зародыш чд нужен? Тогда это не прямой коллапс. Ждем результаты рецензии Nature. Возможно им ответят, что недостаточно бредово - необходимо добавить побольше темных аксионов и тирлямпампанции
    Sam Dowson
    09.02.2026
    -
    0
    +
    Юрий, формирование зародыша как промежуточного продукта тоже через прямой коллапс считается теоретически обоснованным ранее (ссылки 25-27), поэтому авторы принимают его как начальное условие и в своей статье не рассматривают.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Sam, нет в списке литературы не ссылаются на механизмы прямого коллапса облаков. #25 опирается на Collapse of a Rotating Supermassive Star to a Supermassive Black Hole: Analytic Determination of the Black Hole Mass and Spin Stuart L. Shapiro 1,2 and Masaru Shibata , что тоже не прямой коллапс. Посмотрим за этим нагромождением гипотез на гипотезу. Во всяком случае, остается вопрос, почему некая широкая область может внезапно коллапсировать в обьект 10*5 М. А почему не в 10*6? Или не в 10*7 ? Или не в 10*8? А потому что гладиолус, точнее подгонка. Как и вся lambdaCDM, ЛСД-М )
        Sam Dowson
        10.02.2026
        -
        0
        +
        Юрий, проблема в том, что нет единой статьи про переход газового облака сразу в ЧД. Он описан в разных статьях поэтапно. Да, получается "ссылка на ссылке", но так почти везде в таких вопросах. К примеру: Этап 1: Коллапс облака в сверхмассивную звезду (СМЗ) Latif, M. A., et al. 2013, MNRAS, 436, 2989 DOI: 10.1093/mnras/stt1766 arXiv: 1309.1097 "We follow the collapse of primordial gas in atomic cooling haloes [...] The gas collapses monolithically without fragmentation and forms a central object with mass ≈ 10⁵ M☉ at z ≈ 15." Симуляция заканчивается на стадии газового ядра массой ~10⁵ M☉, но авторы не моделируют его превращение в ЧД. Они лишь констатируют: "The central object is expected to form a supermassive star which will later collapse to a black hole." Этап 2: Коллапс СМЗ в ЧД (ОТО-симуляции) Reisswig, C., et al. 2013, Phys. Rev. Lett., 111, 151101 DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.151101 arXiv: 1307.8048 "We perform general-relativistic hydrodynamics simulations of the collapse of a supermassive star with initial mass M = 5×10⁵ M☉ [...] The star collapses directly to a black hole without fragmentation or significant mass loss." link.aps.org Это работа, которая симулирует сам момент коллапса СМЗ в ЧД. Но она начинает с готовой СМЗ, не с газового облака. Почему именно 10⁵ M☉: считается, что облака меньшей массы фрагментируются на более мелкие с образованием звезд, облака большей массы встречаются статистически редко в ту эпоху.
      -
      0
      +
      Sam, а вот эта свежая работа поверх тех старых про чд из быстро вращающихся звезд III населения, говорит, что это редкое событие https://arxiv.org/html/2408.08352v1 The formation of black holes from rapidly accreting supermassive stars is not trivial: Simulations of thermonuclear pulsations and explosions
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно