Квази-звезды помогли раскрыть загадку «маленьких красных точек» JWST

Международная группа астрофизиков представила новое исследование, посвященное загадочным «маленьким красным точкам» (Little Red Dots, LRDs), обнаруженным космическим телескопом JWST. Эти объекты отличаются V-образным спектром в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах, компактной морфологией и часто широкими эмиссионными линиями водорода.

Ученые изучили возможность того, что LRDs представляют собой промежуточную стадию эволюции «семян» сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в классические активные ядра галактик. Согласно модели квази-звезды, вокруг аккрецирующей черной дыры массой 10⁵–10⁶ солнечных формируется конвективная оболочка, излучающая как черное тело с температурой около 5000 К и светимостью ~10^44,4 эрг/с.

С помощью кода Cloudy авторы смоделировали прохождение этого излучения через плотную оболочку газа (толщиной ~1000 а.е., концентрация водорода ~10¹¹ см^?3) и последующую диффузную среду. Модель была сопоставлена с реальными спектрами LRDs, полученными инструментом NIRSpec телескопа JWST.

Результаты показали, что квази-звездная модель способна воспроизвести форму непрерывного спектра от ультрафиолета до ближнего инфракрасного диапазона, включая бальмеровский скачок, а также светимость водородных линий. Это подтверждает, что часть LRDs может быть связана с ранней аккрецией сверхмассивных черных дыр.

Однако модель не объясняет наличие широких линий гелия и возможного горячего излучения пыли. Авторы отмечают, что для полного описания всех наблюдаемых признаков LRDs потребуется включение дополнительных компонентов, таких как околозвездный диск или ветер.

Главный вывод работы — демонстрация того, что некоторые «маленькие красные точки» действительно могут быть квази-звездами. При этом существует значительная вырожденность между разными моделями LRDs, что важно для понимания механизмов роста черных дыр в ранней Вселенной.