Pamiętacie te tajemnicze małe czerwone kropki (LRD), które Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaczął dostrzegać w 2022 roku? Okazuje się, że mogą nie być tak tajemnicze, jak myśleliśmy – ani tak samotne. Nowe badanie sugeruje, że te zwarte, niezwykle odległe czerwone źródła mogą ukrywać całe galaktyki za swoimi efektownymi fasadami.

Odkąd je odkryto, astronomowie debatowali, czym właściwie są LRD. Jedna z wiodących teorii głosi, że to supermasywne czarne dziury, a konkretnie aktywne jądra galaktyk (AGN). Ale te kropki nie zachowują się jak AGN, które widzimy bliżej nas. Są powszechne przy wysokim przesunięciu ku czerwieni, ale ich liczba gwałtownie spada przy niższych przesunięciach, co rodzi pytanie: co się z nimi dzieje, gdy wszechświat się starzeje?

Zespół kierowany przez Pierluigiego Rinaldiego z Obserwatorium Stewarda Uniwersytetu Arizony (obecnie w Space Telescope Science Institute w Baltimore) mógł znaleźć wskazówkę. Ich badanie, opublikowane 29 lipca w The Astrophysical Journal, sugeruje, że LRD mogą nie być osobną populacją galaktyk. Zamiast tego ich dziwny wygląd może być częściowo spowodowany stronniczością obserwacyjną – przy ekstremalnych odległościach słabsze otaczające struktury stają się niewidoczne dla naszych teleskopów, pozostawiając tylko jasne centralne źródło.

Zespół doszedł do tego wniosku, badając galaktykę spiralną o niższym przesunięciu ku czerwieni o nazwie WISEA J123635.56+621424.2, nazwaną „Saguaro”, ponieważ jej ramiona spiralne przypominają kaktusa z pustyni Sonora. Ta galaktyka, przy przesunięciu ku czerwieni 2 (widziana tak, jak była około 3,3 miliarda lat po Wielkim Wybuchu), ma zwarte czerwone źródło w swoim centrum, które wygląda dokładnie jak mała czerwona kropka – pasująco przywołując rubinowo-czerwony owoc kaktusa.

„Wszystko, co powstało we wczesnym wszechświecie, musi ewoluować w coś, co nas otacza” – powiedział współautor George Rieke z Uniwersytetu Arizony. „Mieliśmy niewielkie pojęcie, czym stają się LRD, ale te wyniki w końcu pokazują nam, jak znaleźć ich potomstwo”.

Saguaro było szczęśliwym trafem. Rinaldi przeanalizował tysiące źródeł, ale to się wyróżniało, ponieważ jedna z mikropułapek Webba przypadkiem znajdowała się dokładnie nad jego jądrem, co umożliwiło zbieranie danych spektroskopowych. Dodatkowo, jego niższe przesunięcie ku czerwieni dało wyraźniejszy obraz jego większej struktury. Zespół połączył archiwalne obserwacje z Hubble'a (ultrafiolet) i Webba (obrazowanie i spektroskopia w podczerwieni), aby zbadać go w całym spektrum elektromagnetycznym.

„Ponieważ Saguaro jest przy niższym przesunięciu ku czerwieni, możemy zobaczyć bardzo piękną i jasną galaktykę gospodarza w wysokiej rozdzielczości i szczegółach za pomocą Webba i Hubble'a” – powiedział Zihao Wu z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Obserwacje Webba mogą pomóc nam zrozumieć, jak galaktyka i jej jądro przypominające małą czerwoną kropkę są ze sobą powiązane”.

Zespół przetestował, czy zwarte czerwone centrum Saguaro odpowiada charakterystykom LRD. Hubble i Webb pokazały, że jądro świeci jaśniej w ultrafiolecie i podczerwieni niż w świetle widzialnym, podobnie jak odległe LRD. Oddzielili również światło galaktyki od światła jądra i sprawdzili promienie X. Większość LRD o wysokim przesunięciu ku czerwieni jest niewidoczna w promieniach X, ale Saguaro emitowało słabe promienie X, wykryte przez Obserwatorium Chandra NASA.

„To, co pokazują obserwacje w promieniach X, to fakt, że ta galaktyka ma aktywne jądro galaktyczne, i to bardzo przesłonięte” – powiedziała Carys Gilbert, studentka magisterska na Uniwersytecie w Kapsztadzie. „Jest nie tylko przesłonięte, ale także słabe w promieniach X. Taka kombinacja może wyjaśnić brak emisji promieni X, którą widzimy ze wszystkich innych małych czerwonych kropek. To pasuje do układanki małych czerwonych kropek”.

Potem nastąpił odkrywczy test: cyfrowo przesunęli Saguaro do wyższych przesunięć ku czerwieni, aby zasymulować, jak wyglądałoby we wczesnym wszechświecie. W miarę przesuwania go dalej, otaczająca galaktyka zniknęła z pola widzenia, pozostawiając tylko jasne centrum przypominające LRD. To potwierdza pogląd, że wiele odległych LRD wydaje się izolowanych po prostu dlatego, że ich galaktyki gospodarze są zbyt słabe, aby je wykryć.

„Nasza teoria głosi, że większość tych odległych źródeł jest dotknięta tym kosmologicznym efektem, tworząc stronniczość obserwacyjną” – powiedział Rinaldi. „My