Когда я впервые увидела снимки, о которых пойдет речь, мне стало немного не по себе. Космос снова показал, насколько наши привычные представления о нем далеки от реальности. Телескоп «Джеймс Уэбб» продолжает вскрывать такие слои Вселенной, о существовании которых мы даже не догадывались. На этот раз астрономы наткнулись на объект, который не вписывается ни в одну известную категорию. Он выглядит как звезда, но ведет себя как черная дыра. И это не фигура речи, а буквальное описание того, что зафиксировали приборы.
Представьте себе нечто, по размерам сопоставимое с целой Солнечной системой. Оно испускает яркий красный свет и находится в созвездии Кита, на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от нас. По расчетам, этот объект сформировался всего через 660 миллионов лет после Большого взрыва. То есть мы видим его таким, каким он был, когда Вселенная была еще совсем юной. И вот тут начинается самое интересное: измерения показали, что энергии он выделяет в сто миллиардов раз больше, чем любая известная звезда. Для звезды это невозможно. А вот для черной дыры — вполне типично.
Как охотники за галактиками нашли нечто необычное
Изначально перед исследователями стояла задача найти самые далекие галактики. Им удалось обнаружить галактику Mom-z14, которая появилась спустя всего 280 миллионов лет после Большого взрыва. Казалось бы, цель достигнута. Но, просматривая архивы снимков, команда обратила внимание на яркое красное пятно, которое позже получило обозначение MoM-BH*-1. Оно оказалось самым красным объектом во всем массиве данных, собранных телескопом. Меня особенно поразило то, как описывают его свет: почти полностью красный, резко обрывающийся на определенной длине волны. Ничего подобного раньше не встречали ни у одного известного класса космических тел.
Компьютерное моделирование помогло разобраться в природе этого феномена. Оказалось, что перед нами не гигантская звезда, работающая за счет ядерного синтеза. В центре объекта скрывается черная дыра, окруженная настолько плотным слоем газа, что именно он заставляет всю конструкцию светиться, как звезда. Газ разогревается, падая на черную дыру, и испускает то самое яркое излучение, которое ввело всех в заблуждение. Это открытие настолько необычно, что исследователи даже придумали специальный термин — звезда-черная дыра. По сути, объект сочетает признаки двух совершенно разных астрофизических явлений.
Руководитель исследования доктор Рохан Найду из Института астрофизики и космических исследований Кавли при Массачусетском технологическом институте пояснил, что энергетические характеристики объекта типичны для черных дыр, но при этом сохраняются признаки, традиционно относимые к звездам. Получается своеобразный гибрид, который ломает привычные классификации. И таких объектов, возможно, гораздо больше, чем мы думали.
Что такое черная дыра на самом деле
Когда я пытаюсь объяснить самой себе, что такое черная дыра, мне помогает простое определение: это область внутри космоса с настолько сильной гравитацией, что она засасывает все вокруг, включая свет. Но это лишь вершина айсберга. Профессор РАН Сергей Попов описывает черную дыру как экстремальный способ воздействия на пространство. В одном месте собирается так много вещества или энергии, что пространство-время сворачивается и образует специфическую область.
Тут важно понимать одну вещь. С бытовой точки зрения объект — это что-то, имеющее поверхность. Если идти по абсолютно темной комнате, можно наткнуться на стол, и это будет объект с началом в конкретной точке. С черной дырой такой фокус не пройдет. Если в абсолютно темной комнате или с завязанными глазами попасть в черную дыру, невозможно заметить ее границу. Потому что нет никакой твердой поверхности. Человек сразу окажется внутри этой области, даже не осознав момента перехода. Мне кажется, именно это свойство делает черные дыры такими пугающими и одновременно завораживающими.
Малые красные точки и рождение сверхмассивных монстров
Если выводы астрономов верны, то десятки других загадочных объектов, которые называют «малыми красными точками» и которые встречаются почти на каждом снимке дальнего космоса от «Джеймса Уэбба», тоже могут оказаться звездами-черными дырами. Это меняет картину ранней Вселенной. Возможно, такие объекты играют ключевую роль в развитии галактик и могут быть зародышами современных сверхмассивных черных дыр, включая ту, что находится в центре Млечного Пути.
Доктор Найду сформулировал эту мысль так: на протяжении десятилетий предполагалось, что в ранней Вселенной должно было происходить что-то грандиозное. Вероятно, этим «чем-то грандиозным» и являются звезды-черные дыры. Возможно, это зарождающаяся, скрытая фаза, с которой начинается путь почти каждой сверхмассивной черной дыры. Звучит так, будто мы наконец-то нашли недостающее звено в эволюции самых загадочных объектов космоса. И от этого открытия у меня мурашки по коже.
Атмосфера на каменистой экзопланете: еще один шаг к поиску жизни
Но «Джеймс Уэбб» не ограничивается одними лишь черными дырами. Американские планетологи впервые обнаружили атмосферу у каменистой планеты в зоне обитаемости за пределами Солнечной системы. Находку сделали на планете LHS 1140b в том же созвездии Кита, которая вращается вокруг красного карлика в 49 световых годах от Земли. Для меня это открытие не менее волнующее, чем звезды-черные дыры, потому что оно напрямую касается вопроса о том, одиноки ли мы во Вселенной.
Масса LHS 1140b превышает массу Земли в 5,6 раза, а радиус больше земного на 70%. По температуре и общему составу планета напоминает нашу, однако есть существенные отличия. На ней отсутствует сила Кориолиса, и, вероятно, там гораздо больше воды. Атмосфера LHS 1140b защищает поверхность от вредного излучения и не позволяет воде испаряться в космос. Сама звезда, вокруг которой обращается планета, отличается спокойным нравом и редко производит мощные вспышки. Это еще больше повышает шансы на существование стабильных условий для жизни.
Кстати, если вас интересуют не только космические загадки, но и земные радости, загляните в рецепты фрикаделек в духовке — иногда полезно отвлечься от черных дыр и вернуться к чему-то уютному и понятному.
Возвращаясь к LHS 1140b, хочу подчеркнуть: наличие атмосферы у каменистой планеты в обитаемой зоне — это огромный шаг вперед. Раньше мы находили атмосферы в основном у газовых гигантов, где жизнь в привычном нам виде невозможна. Теперь же у нас есть пример скалистого мира, который может удерживать воду и защищать поверхность от космической радиации. Конечно, до подтверждения жизни еще очень далеко, но каждый такой объект приближает нас к ответу на главный вопрос.
Все эти открытия объединяет одно: они показывают, насколько мало мы знаем о Вселенной. Звезды-черные дыры, малые красные точки, каменистые экзопланеты с атмосферами — все это элементы гигантской мозаики, которую мы только начинаем собирать. И каждый новый снимок «Джеймса Уэбба» добавляет в эту картину неожиданные детали. Лично я жду следующих наблюдений с нетерпением. Возможно, уже скоро мы узнаем, насколько распространены такие гибридные объекты и какие еще сюрпризы скрывает ранняя Вселенная.