Палеонтологи давно приняли факт: динозавры не вымерли. Они эволюционировали. Современные птицы — их живые потомки. Теперь астрономы, заглядывая в глубины космоса с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», видят нечто похожее. Знаменитые «Маленькие Красные Точки» (Little Red Dots) могут быть не реликтами ранней Вселенной, потерявшими всякую надежду. Вместо этого они могут являться эмбриональными формами объектов, которые мы видим сегодня. А именно — огромных, плотно упакованных групп звезд, называемых шаровыми скоплениями.
Именно в 2022 году эти объекты стали настоящей головной болью для исследователей. Телескоп начал обнаруживать их в изобилии. Они появлялись всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва. Затем они просто… прекратили появляться. К тому моменту, когда Вселенной исполнилось 2 миллиарда лет, их следы затерялись. Исчезли. Навсегда.
Почему они исчезают? И что они собой представляют?
В течение некоторого времени ведущей теорией была гипотеза о «звездах из черных дыр». Считалось, что это черные дыры, скрытые толстыми слоями газа и пыли. Однако новая статья из Техасского университета в Остине предлагает иной путь эволюции. Что если эти красные точки — не тупик? Что если они являются фабриками, строящими первые шаровые скопления?
Связь со сверхмассивными звездами
Джон Чишольм, руководитель группы, выражается просто. Это могут быть не странные аномалии, не имеющие связи с настоящим.
«Вместо этого Маленькие Красные Точки могут сохраниться и после эпохи ранней Вселенной, эволюционируя во что-то относительно привычное».
Механизм специфичен. Формирующемуся шаровому скоплению нужно «сердце». Команда предполагает, что этим сердцем является «сверхмассивная звезда». Гипотетически это короткие по времени жизни звездные объекты, которые сжимают от 1 000 до 10 000 масс нашего Солнца в одном пространстве. В ядре Маленькой Красной Точки может находиться именно такая монструозная звезда, горячая и яркая.
Но почему это важно? Потому что это объясняет химическую загадку, которая ставила ученых в тупик на протяжении десятилетий.
Посмотрите на шаровое скопление в нашей галактике Млечный Путь. Их насчитывается не менее 150. Обычно мы видим их лишь спустя миллиарды лет. К этому времени массивные звезды уже погибли. Газ рассеялся. Динамические процессы нарушили их первоначальную структуру. Восстановить то, как они начинали свое существование, крайне сложно.
Тем не менее, звезды внутри обладают странной химией. Они перенасыщены гелием, азотом, натрием и алюминием. В них не хватает углерода, кислорода и магния, которые можно было бы ожидать от первичного газа (состоящего изначально лишь из водорода и гелия).
Майк Бойлан-Колчин, другой член группы, указывает на необходимую температуру.
«Этот конкретный паттерн указывает на ядерный синтез при очень высоких температурах, значительно более высоких, чем в ядрах даже обычных массивных звезд».
Обычные звезды не способны «готовить» вещества таким жестким образом.
Сверхмассивные звезды — способны. Они формируются в плотных, хаотичных условиях ранних шаровых скоплений. Звезды сталкиваются и сливаются снова и снова. resulting beast (в результате получается объект), достаточно горячий, чтобы создать этот специфический химический отпечаток. Но они недолговечны. Сверхмассивная звезда живет, возможно, всего миллион лет. Для сравнения: нашему Солнцу 4,6 миллиарда лет. Это мгновение.
Когда такая звезда умирает — взрываясь сверхновой, — она выбрасывает созданные ею элементы в космос. Следующее поколение звезд наследует эту странную химию. Именно поэтому современные шаровые скопления выглядят так, как они выглядят.
Время и масса
Связывает их не только химия. Есть еще и время.
Маленькие Красные Точки появляются, когда Вселенной 600 миллионов лет. Это в точности тот момент, когда ученые предполагают, что должны были начать формироваться шаровые скопления. Распределение также совпадает: ранние точки находятся там, где должны были быть ранние скопления. И математика сходится: модели эволюции Маленькой Красной Точки показывают, что ее масса может легко уменьшиться или трансформироваться в массу современного шарового скопления.
Чишольм отмечает, что жизненный цикл в виде «точки» крайне краток.
«В нашей модели сверхмассивная звезда… будет жить всего недолго. Как только эта звезда погибнет, объект может больше не выглядеть как Маленькая Красная Точка, даже если само скопление продержится миллиарды лет».
Таким образом, точка исчезает, потому что ее определяющая черта (сверхмассивная звезда) умирает. Само скопление остается.
Бойлан-Колчин тщательно отмечает, что это пока не доказательство. Не совсем.
«На данный момент нет единственной „улика из пистолета» (убедительного доказательства), которая говорила бы, что Маленькие Красные Точки — это шаровые скопления, но эта гипотеза объяснила бы множество разнообразных и неожиданных наблюдений».
Тем не менее, соответствие тесное. Оно объясняет исчезновение. Оно объясняет химию. Оно согласует временные рамки.
Вселенная сложна. Объекты меняются. То, что казалось временным сбоем в ранних данных, может быть просто фазой роста чего-то постоянного. Мы привыкли считать шаровые скопления статичными, древними реликтами. Возможно, они никогда не были статичными. Возможно, они всегда менялись, наблюдая из инфракрасной темноты, ожидая, пока их поймут.
