Фото: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
После начала работы телескоп James Webb направил инфракрасные приборы к ранней Вселенной и обнаружил множество небольших красных объектов. Учёные установили, что они являются галактиками с большим красным смещением, существовавшими спустя 600 млн — 1,6 млрд лет после Большого взрыва. Исследователи называют их «маленькими красными точками» и предполагают, что в центре некоторых из них формировались сверхмассивные чёрные дыры.
По версии международной группы специалистов, такие чёрные дыры могли находиться внутри плотных газовых оболочек. Они могли возникнуть непосредственно после коллапса огромных газовых облаков, породивших чёрные дыры прямого коллапса. Как отмечается в исследовании, подобная среда способна создавать нейтрино высоких энергий.
Работу возглавил аспирант Центра гравитационной физики и квантовой информации Института теоретической физики Юкавы Рику Кузе. К исследованию также присоединились учёные Центра многоканальной астрофизики Университета штата Пенсильвания, Университета Тохоку и Пекинского университета.
Нейтрино не имеют электрического заряда и появляются при столкновениях энергичных частиц, например протонов, с фотонами или веществом. Если такие процессы происходят внутри плотной газовой оболочки, нейтрино могут покинуть её, тогда как гамма-излучение будет подавляться. Поэтому «маленькие красные точки» рассматриваются как возможный источник части нейтринного фона, наблюдаемого на Земле.
Учёные сопоставили яркость и распространённость этих объектов, а затем с помощью численного моделирования оценили создаваемый ими спектр нейтрино. Расчёты показали, что при ускорении частиц внутри скрытой газовой среды такие галактики способны производить нейтрино высоких энергий, одновременно ограничивая выход гамма-лучей.
Авторы исследования считают, что «маленькие красные точки» могут объяснять часть наблюдаемого нейтринного фона. Следующим этапом станет оценка соотношения разных типов нейтрино и изучение условий, при которых струи вещества от чёрных дыр оказываются скрыты плотными газовыми оболочками. Как заявил Кузе в пресс-релизе Киотского университета, большое количество фотонов и плотного газа вокруг центральной чёрной дыры может способствовать эффективному образованию таких частиц.