Два дома с одинаковыми фасадами, но разной внутренней планировкой: снаружи V-образный спектр похож, а внутри — разные источники света и разное количество пыли. Именно так выглядят две популяции далёких галактик, которые астрономы долго путали. Первая — маленькие красные точки (LRD), компактные красноватые галактики ранней Вселенной, открытые телескопом «Джеймс Уэбб». Вторая — голубые горячие пылевые галактики (BHD), редкие квазары с голубым избытком, живущие на более близких расстояниях. Обе имеют V-образную форму спектра: красный оптический континуум и голубой ультрафиолетовый избыток. Но, как выяснилось, сходство обманчиво.

Чтобы разобраться, учёные сравнили 326 LRD из обзоров COSMOS-Web и PRIMER с 26 подтверждёнными BHD. Оба набора данных аппроксимировали одинаковыми шаблонами активного ядра и галактики-хозяина, варьируя поглощение пылью для двух компонентов: сильно затемнённого и почти прозрачного. Результат оказался неожиданным. У BHD голубой избыток — это рассеянный свет активного ядра, пробивающийся сквозь толстую пылевую завесу с поглощением AV~20–60 mag. У LRD поглощение гораздо скромнее: AV~2.6±1.4 mag. При таком слабом затемнении доля рассеянного света была бы ничтожной, но наблюдения показывают, что у LRD она сравнима с BHD (~1%). Значит, голубой избыток у LRD имеет другое происхождение — вероятно, это звёздный свет компактной галактики-хозяина.

Дальнейшие различия только углубляют пропасть. У LRD отсутствует горячая пыль, характерная для BHD: в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI F1800W) LRD почти не детектируются, а цвет F770W–F1800W у них голубее на ~3 mag. Рентгеновские наблюдения тоже расходятся: среди LRD лишь два объекта из сотен обнаружены в мягком рентгене с умеренным поглощением, тогда как у BHD пять из 44 наблюдавшихся детектированы с колонковой плотностью выше $10^{23}$ см^-2. Наконец, LRD компактны (эффективный радиус ~100 пк), а BHD протяжённы (1–4 кпк). Всё это указывает, что LRD — отдельная популяция, а не высококрасный аналог BHD.

Работа закрывает гипотезу о прямой эволюционной связи LRD и BHD. Если у BHD голубой избыток — это свет активного ядра, рассеянный пылевым outflow, то у LRD он, скорее всего, исходит от звёзд компактной галактики-хозяина, а не от аккрецирующей чёрной дыры. Это означает, что механизмы роста сверхмассивных чёрных дыр в ранней Вселенной отличаются от таковых в более поздние эпохи: LRD, вероятно, представляют собой фазу быстрой аккреции на зародыши чёрных дыр в газонасыщенных, но малопыльных системах, тогда как BHD — позднюю стадию слияния массивных галактик с мощным пылевым коконом. Такое различие важно для понимания, как первые чёрные дыры набирали массу за первый миллиард лет.

Дальнейшие наблюдения на JWST/MIRI в среднем инфракрасном диапазоне и глубокие рентгеновские обзоры (например, с будущей миссией AXIS) позволят точнее измерить долю LRD с горячей пылью и рентгеновским излучением. Спектроскопия высокого разрешения поможет разделить вклад звёзд и активного ядра в ультрафиолетовый избыток. Также потребуются систематические поиски высококрасных аналогов BHD (подобных объекту Virgil на z=6.6) с помощью критериев отбора по среднему ИК-цвету, чтобы понять, насколько редки такие системы в ранней Вселенной и какова их связь с LRD. Два дома с одинаковыми фасадами оказались построены по разным чертежам, и теперь мы знаем, как заглянуть внутрь.