Ранній Всесвіт і надалі ставить під сумнів фундаментальні засади класичної астрофізики. Космічний телескоп «Джеймс Вебб» зафіксував об'єкти, що фактично стирають традиційний кордон між зірками та чорними дірами. Виявлення об'єкта MoM-BH*-1 дає підстави для виділення нового класу небесних тіл — «чорних зірок», у центрі яких криються справжні гравітаційні монстри. Цей феномен може стати ключем до розуміння того, як надмасивні чорні діри змогли набути своїх колосальних розмірів у такі стислі терміни після Великого вибуху.
У глибинах космосу, приблизно через 660 мільйонів років після Великого вибуху, було зафіксовано об'єкт MoM-BH*-1. Його виявлення стало можливим завдяки здатності телескопа «Джеймс Вебб» працювати в інфрачервоному діапазоні, що підтвердило значне червоне зміщення z=7,7569. Зовні об'єкт нагадує так звані «маленькі червоні точки» — загадкові джерела випромінювання, які почали масово виявляти останнім часом. Однак детальний аналіз спектра виявив парадокс: об'єкт має характеристики зірки, але водночас випромінює енергію, яка фізично неможлива для будь-якого зоряного тіла.
Головна аномалія MoM-BH*-1 полягає в його світлосильності, що у 100 мільярдів разів перевищує можливості найяскравішої зірки у Всесвіті. У класичній зоряній еволюції така потужність потребувала б неймовірного рівня термоядерного синтезу, який просто не може бути реалізований у межах одного ядра. Єдиним логічним джерелом такої колосальної енергії стає процес акреції речовини на надмасивну чорну діру.
Тим не менш, спектральний аналіз демонструє виражений бальмерівський стрибок — характерна ознака щільних зоряних атмосфер. Це виключає версію про те, що ми бачимо звичайну туманність або розріджену газопилову хмару, яка оточує чорну діру. Об'єкт має настільки щільну газову оболонку, що вона фактично імітує фотосферу зірки, створюючи ілюзію звичного світила. При цьому у складі оболонки присутні лише водень і гелій, що свідчить про первісність речовини, не забрудненої важкими елементами наступних поколінь зірок.
Моделювання фізичних процесів всередині MoM-BH*-1 показує, що акреційна чорна діра загорнута в майже сферичну оболонку зі надщільного водню. Щільність газу в цій структурі сягає $10^{11}$ см$^{-3}$, а турбулентні потоки рухаються зі швидкістю близько 500 км/с. Масштаби цієї системи вражають: її діаметр становить від 10 до 100 астрономічних одиниць, що порівнянно з розмірами всієї Сонячної системи. Саме ця непрозора газова завіса поглинає випромінювання та надає об'єкту характерного червоного кольору, створюючи свого роду «кокон» навколо центрального гравітаційного об'єкта.
Визначення точної маси центральної чорної діри ускладнюється тим, що екстремальне середовище та багаторазове розсіювання фотонів викривляють спектральні лінії. Традиційні методи вимірювання в таких умовах можуть завищувати масу на два порядки. Проте розрахункові моделі вказують на діапазон від $10^6$ до $10^7$ мас Сонця.
Подібна конфігурація «чорної зірки» має фундаментальне значення для космології. Вона пояснює механізм надшвидкого зростання чорних дір, що відбувається навіть швидше за теоретичну межу Еддінгтона. Це дає відповідь на одне з головних питань сучасної астрофізики: яким чином у молодому Всесвіті, менш ніж через мільярд років після початку часів, встигли сформуватися чорні діри масою в мільярди сонячних мас. Ймовірно, MoM-BH*-1 є еталонним прикладом механізму, що породжує більшість «маленьких червоних точок», і відкриває нову главу в розумінні еволюції матерії в епоху зародження галактик.
Технологія надлегких лінз нового покоління
