Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) зафиксировал необычные рентгеновские сигналы, исходящие из центра древних красных объектов в ранней Вселенной. Это открытие поддержало гипотезу о существовании звёзд, внутри которых находятся сверхмассивные чёрные дыры. Такие невероятные объекты, по мнению астрономов, могли возникать на самых ранних этапах формирования космоса, где мощная гравитация дыры не разрушает, а удерживает окружающую газовую оболочку.
Источником сигнала стала так называемая «рентгеновская точка» — расположенный примерно в 11,8 миллиардах световых лет от Земли объект 3DHST‑AEGIS‑12014, который одновременно обладает свойствами загадочных «маленьких красных точек» (LRD) и излучает в рентгеновском диапазоне, что нетипично для этого класса объектов. Учёные сопоставили свежие данные «Уэбба» с архивными наблюдениями рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» за одним и тем же участком неба. В результате выяснилось, что этот источник на протяжении более десяти лет «ждал» своего часа в данных «Чандры», и его уникальность проявилась лишь после того, как «Уэбб» обнаружил в том же месте маленькую красную точку. Энергия этого источника сравнима с энергией квазаров — галактик с чрезвычайно активными ядрами, разогревающими окружающий газ.
«Маленькие красные точки» представляют собой компактные газовые скопления, чей поперечник достигает нескольких сотен световых лет. Обнаруженные в них следы водяного пара указывают на их относительно низкую температуру, которая составляет от 1,7 до 3,7 тысячи градусов Цельсия. Эти значения гораздо ниже солнечных и соответствуют скорее температуре атмосфер холодных карликовых звёзд. Учёные предполагают, что наблюдаемые объекты существовали во Вселенной 12 миллиардов лет назад или даже раньше и находятся на решающей переходной стадии: внутри плотного газового кокона растёт чёрная дыра, которая постепенно прорывает это облако. Именно в момент формирования «дыр» в коконе наружу вырываются рентгеновские лучи, что и удалось зафиксировать телескопам. Если данная интерпретация верна, то астрономы впервые наблюдают живой «мост» между ранней фазой скрытой чёрной дыры и типичной сверхмассивной чёрной дырой современной эпохи.
Концепция «звёзд с чёрными дырами» и их связь с явлением «тёмных звёзд» обсуждается в научном сообществе уже давно. Ещё в 2008 году вышла первая рецензируемая работа, описывающая возможность существования сверхмассивных тёмных звёзд, поддерживаемых от гравитационного коллапса аннигиляцией тёмной материи. Последующие исследования показали, что такие объекты могут вырастать до огромных размеров, а после исчерпания топлива из тёмной материи у них наступает короткая фаза термоядерного синтеза, завершающаяся коллапсом в чёрную дыру. Получившиеся чёрные дыры способны служить «зародышами» для сверхмассивных чёрных дыр, которые в изобилии наблюдаются в ранней Вселенной и происхождение которых классические модели не могут объяснить. В 2023 и 2025 годах в рамках двух независимых исследований уже были выявлены фотометрические и спектроскопические кандидаты в такие тёмные звёзды по данным JWST.
Это открытие помогает не только объяснить загадочную популяцию красных тусклых объектов, но и проливает свет на другие аномалии раннего космоса, обнаруженные телескопом. В частности, речь идёт о существовании «голубых звёздных монстров» (неожиданно ярких и бедных пылью галактик), а также о проблеме «переросших» сверхмассивных чёрных дыр, которые успели сформироваться, когда возраст Вселенной составлял менее миллиарда лет. Единая теория тёмных звёзд предполагает, что мощное свечение этих объектов могло объяснить как избыток яркости у далёких галактик, так и появление массивных гравитационных центров на заре времён. Однако сами «тёмные звёзды» ещё ждут своего окончательного экспериментального подтверждения. Тем не менее новое рентгеновское наблюдение, объединившее данные двух флагманских обсерваторий NASA, стало серьёзным аргументом в пользу этой теории и важным шагом к пониманию эволюции галактик во Вселенной.
