С помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST) международная группа исследователей обнаружила принципиально новый тип астрофизического объекта в ранней Вселенной. Обнаруженная структура, получившая название MoM-BH*-1, представляет собой массивную черную дыру, заключенную внутри гигантского водородного шара.

Этот объект внешне напоминает чрезвычайно большую и яркую звезду, однако источником его колоссальной энергии является не термоядерный синтез, а аккреционные процессы черной дыры. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Как отмечает IFLScience, это открытие дает ученым ключ к пониманию того, как в первые эпохи существования Космоса так быстро формировались сверхмассивные гравитационные монстры.

Команда ученых под руководством доктора Рохана Найду и профессора Роберта Симко из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила объект во время анализа снимков JWST. Первоначальной целью астрономов был отбор, позволяющий отсеять оптические иллюзии и изучить так называемые "маленькие красные пятнышки" – загадочные сверхяркие образования времен ранней Вселенной.

Обычно красный оттенок космических тел указывает на наличие межзвездной пыли, которая поглощает свет подобно дыму. Однако детальный анализ спектра MoM-BH*-1 выявил резкое падение излучения на коротких длинах волн, известное как "разрыв Бальмера". Такое явление характерно для атмосфер молодых звезд, а не для пылевых облаков, но в данном случае глубина разрыва оказалась рекордной за всю историю наблюдений, что полностью исключило версию о классической звезде.

Спектральные данные показали почти полное отсутствие тяжелых химических элементов (металлов), что свидетельствует о формировании объекта до взрывов первых сверхновых. Компьютерное моделирование доказало, что подобный оптический эффект возможен только при наличии сверхплотного водородного экрана, который по своим характеристикам напоминает поверхность гигантского светила. Однако светимость объекта превышает показатели обычных звезд в 100 миллиардов раз, что делает невозможным его питание за счет термоядерных реакций. Исследователи пришли к выводу, что в центре системы расположена черная дыра массой примерно в 100 000 солнц, окруженная водородным коконом. Радиус этой водородной структуры в пять раз превышает расстояние от Солнца до аппарата "Вояджер-1".

Явление MoM-BH*-1 объясняет концепцию супер-Эддингтоновского питания – гипотетического механизма ускоренного роста черных дыр. В большинстве подобных объектов свет окружающей галактики мешает разглядеть детали, однако в случае с MoM-BH*-1 черная дыра полностью затмевает свое звездное окружение. По расчетам астрономов, примерно через 100 миллионов лет MoM-BH*-1 сливается с соседней яркой галактикой и трансформируется в типичный квазар.

Отмечается, что открытие этого объекта вместе с подобными кандидатами (например, структурой "Скала") позволяет наглядно наблюдать эволюционные процессы, которые ранее существовали лишь в виде теоретических моделей.