Помните те загадочные маленькие красные точки (МКТ), которые космический телескоп Джеймса Уэбба начал замечать еще в 2022 году? Оказывается, они могут быть не такими уж загадочными, как мы думали, — или не такими одинокими. Новое исследование предполагает, что эти компактные, чрезвычайно удаленные красные источники могут скрывать целые галактики за своими яркими внешними оболочками.
С момента их открытия астрономы спорят о том, что такое МКТ на самом деле. Одна из ведущих теорий — это сверхмассивные черные дыры, а именно активные ядра галактик (АЯГ). Но эти точки ведут себя не так, как АЯГ, которые мы видим поблизости. Они распространены при высоком красном смещении, но их количество резко падает при более низких красных смещениях, что поднимает вопрос: что с ними происходит по мере старения Вселенной?
Команда под руководством Пьерлуиджи Ринальди из обсерватории Стюарда Университета Аризоны (ныне в Научном институте космического телескопа в Балтиморе) возможно, нашла подсказку. Их исследование, опубликованное 29 июля в The Astrophysical Journal, предполагает, что МКТ могут не быть отдельной популяцией галактик. Вместо этого их странный вид может быть частично обусловлен наблюдательной погрешностью: на экстремальных расстояниях более тусклые окружающие структуры становятся невидимыми для наших телескопов, оставляя только яркий центральный источник.
Команда пришла к этому выводу, изучив спиральную галактику с низким красным смещением под названием WISEA J123635.56+621424.2, прозванную «Сагуаро» за то, что ее спиральные рукава напоминают кактус из пустыни Сонора. Эта галактика, находящаяся на красном смещении 2 (видимая такой, какой она была примерно через 3,3 миллиарда лет после Большого взрыва), имеет в центре компактный красный источник, который выглядит как маленькая красная точка — что уместно напоминает рубиново-красный плод кактуса.
«Все, что создано в ранней Вселенной, должно эволюционировать во что-то вокруг нас», — сказал соавтор Джордж Рике из Университета Аризоны. «Мы почти не имели представления о том, чем становятся МКТ, но эти результаты наконец показывают нам, как найти их потомков».
Сагуаро была удачной находкой. Ринальди изучил тысячи источников, но этот выделился тем, что один из микрошаттерных массивов Уэбба случайно оказался прямо над его ядром, что позволило собрать спектроскопические данные. Кроме того, его более низкое красное смещение дало более четкое представление о его более крупной структуре. Команда объединила архивные наблюдения с Хаббла (ультрафиолет) и Уэбба (инфракрасная съемка и спектроскопия), чтобы изучить его во всем электромагнитном спектре.
«Поскольку Сагуаро находится на более низком красном смещении, мы можем видеть очень красивую и яркую галактику-хозяина с высоким разрешением и детализацией с помощью Уэбба и Хаббла», — сказал Цихао Ву из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «Наблюдения Уэбба могут помочь нам понять, как галактика и ее ядро, похожее на маленькую красную точку, связаны».
Команда проверила, соответствует ли компактный красный центр Сагуаро характеристикам МКТ. Хаббл и Уэбб показали, что ядро светит ярче в УФ и инфракрасном диапазоне, чем в видимом свете, как далекие МКТ. Они также отделили свет галактики от света ядра и проверили наличие рентгеновских лучей. Большинство МКТ с высоким красным смещением невидимы в рентгеновском диапазоне, но Сагуаро испускала слабые рентгеновские лучи, обнаруженные рентгеновской обсерваторией Чандра НАСА.
«Что показывают наблюдения в рентгеновском свете, так это то, что в этой галактике есть активное галактическое ядро, и причем очень затемненное», — сказала Карис Гилберт, магистрантка Кейптаунского университета. «Оно не только затемнено, но и слабо в рентгеновском диапазоне. Такое сочетание может объяснить отсутствие рентгеновского излучения, которое мы видим от всех других маленьких красных точек. Это хорошо вписывается в загадку маленьких красных точек».
Затем последовал показательный тест: они цифровым образом сместили Сагуаро к более высоким красным смещениям, чтобы смоделировать, как она выглядела бы в ранней Вселенной. По мере удаления галактика-хозяин исчезала из виду, оставляя только яркий центр, похожий на МКТ. Это подтверждает идею, что многие далекие МКТ кажутся изолированными просто потому, что их галактики-хозяева слишком тусклые для обнаружения.
«Наша теория состоит в том, что большинство этих далеких источников подвержены этому космологическому эффекту, создающему наблюдательную погрешность», — сказал Ринальди. «Мы