Походження маленьких червоних крапок у ранньому Всесвіті
Ранні дні Всесвіту були заповнені маленькими червоними крапками, і тепер у нас з’явилася концепція їхнього походження: ці галактики виникли практично без обертання.
Виявлення маленьких червоних крапок
Маленькі червоні крапки, до недавнього часу невідомі, були виявлені за допомогою Космічного телескопа Джеймса Вебба. Цей телескоп відкрив новий тип галактик, які з’явилися, коли Всесвіту було лише від 640 мільйонів до 1,5 мільярда років. Вони є компактними через те, що майже не оберталися під час формування, про що повідомляють астрономи Гарварду Фабіо Пакуччі та Аві Лоеб у статті, надісланій на arXiv.org.
Значення маленьких червоних крапок
Вважається, що ці червоні галактики є важливими для розуміння еволюції галактик. Пакуччі говорить: “Вони справді вражаючі.” Маленькі червоні крапки вивільняють половину свого світла з області, яка має ширину приблизно 1000 світлових років, що складає лише декілька відсотків від аналогічного показника сучасної Чумацького Шляху.
Причини червоного кольору
Їх червоний колір може бути наслідком пилу та газу, які червонять світло в галактиці таким чином, як атмосфера Землі робить захід сонця червоним. Також цей колір може походити від червоних гігантів і надгігантських зір. Незважаючи на те, що ці галактики природно червоні, вони виглядають ще червонішими для нас, оскільки їхнє світло подорожувало до Землі понад 12 мільярдів років, і в процесі розширення простору довжина світлових хвиль стала ще більшою, або червоною.
Конкуренція теорій
Існують дві суперечливі теорії щодо природи маленьких червоних крапок. Перша стверджує, що в центрах цих малих галактик знаходяться надмасивні чорні діри, які поглинають газ. Проблема полягає в тому, що гарячий газ також повинен випромінювати рентгенівські промені, яких не спостерігали жодні телескопи.
Друга теорія говорить, що маленькі червоні крапки складаються з мільярдів зір, що випромінюють світло. Але існує проблема: зірки повинні бути настільки компактно скупченими, що ніхто не бачив нічого подібного раніше. Контраст між нашою частиною Чумацького Шляху та умовами для маленьких червоних крапок дорівнює, як стояти у своїй кімнаті наодинці — порівняно з тим, щоб ділити її з 1 мільярдом інших людей.
Нове пояснення походження
Нова історія походження не визначає, яка з теорій є правильною. Астрономи Пакуччі та Лоеб не згодні один з одним. “Я належу до прихильників чорних дір”, — говорить Пакуччі, тоді як Лоеб вважає, що “можливо, чорна діра ще не існує… лише тому, що ми не спостерігали рентгенівські промені.”
Натомість вони намагаються пояснити, як з’явилися маленькі червоні крапки. Галактики почали формуватися на ранніх стадіях Всесвіту, коли частки темної матерії притягували одна одну через гравітацію, утворюючи скупчення, відомі як гало. Соціальний розвиток призвів до злиття темних гало, які ставали більшими та залучали газ, що падав усередину. Частина цього газу перетворилася на зірки, створюючи світлі галактики.
Обертання темних гало
Темні гало обертаються з різними швидкостями. За словами астрономів, маленькі червоні крапки виникли з гало з найнижчими 1% швидкостей обертання. В швидко обертових гало сила відцентровості розподіляє зірки та газ. Проте в тих, що обертаються найповільніше, “газ повинен зменшитися ще більше, поки сила відцентровості не збалансоює гравітацію”, говорить Лоеб. Ось чому маленькі червоні крапки такі малі.
Історичний контекст
Маленькі червоні крапки, імовірно, були більш поширеними в більш ранні часи, коли галактики були меншими. Але ці віддалені об’єкти настільки тьмяні, що жоден телескоп ще не виявив їх. Згодом вони стали рідкими, оскільки галактики в цілому зростали у розмірі.
Астроном Майкл Бойлан-Колчін з Техаського університету в Остіні висловив задоволення від цієї статті: “Вона пропонує чіткий еталон для перевірки спостережень”.
Перспективи дослідження
Одним із тестів є можливість тривалого знімка з телескопа Вебба. Якщо ця історія походження є правильною, телескоп повинен виявити багато маленьких червоних крапок, які є настільки тьмяними та віддаленими, що з’явилися менше ніж через 640 мільйонів років після народження Всесвіту.
Лоеб також передбачає, що “вони повинні знаходитися в особливих середовищах, які не чинять великого моменту [або крутячої сили] на ці галактики”. Наприклад, “не слід очікувати, що поблизу них буде багато масивних галактик”, оскільки такі галактики змусили б сусідні темні гало обертатися швидше, створюючи розширені галактики, а не прості крапки.
Натомість маленькі червоні крапки повинні зосереджуватися у спокійних середовищах, де всі темні гало обертаються повільно, і жодні швидко обертові гало не порушують їх. Вже є свідчення того, що маленькі червоні крапки часто знаходять поруч один з одним. Якщо подальші дослідження підтвердять цю тенденцію, це може наповнити космічний зміст фразою “зв’язуючи точки”.