Квазизвёзды: коконы с чёрной дырой внутри ⚡ экспресс
Для объяснения оптического излучения «маленьких красных точек» (LRD) в системе покоя исследованы модели формирования и эволюции квазизвёзд — звёздных оболочек, поддерживаемых аккреционной светимостью центральной чёрной дыры. Рассчитаны пути с темпом аккреции 0.01, 0.1 и 1 M⊙/год и металличностями Z=0–0.01. При темпах ≥0.1 M⊙/год звёзды остаются почти полностью конвективными с Tэфф~4000–9000 K. Общая релятивистская неустойчивость приводит к коллапсу в чёрную дыру при массе ~3.5×104 M⊙ (6.6×104 M⊙) для темпа 0.1 (1) M⊙/год, со светимостью L~109 L⊙. Время жизни квазизвёзд – 107–108 лет, что в 100–1000 раз дольше предшественников. При быстрой аккреции эволюция не зависит от металличности. Сопоставление с наблюдаемыми LRD на z<4.5 (Lбол~109.5–1011.5 L⊙) даёт массы квазизвёзд 104.5–106.5 M⊙ и порог темпа аккреции ≳0.1 M⊙/год для протозвёзд. Модели предлагают универсальный механизм свечения LRD и раскрывают их природу.
Загадку быстрого роста чёрных дыр в молодой Вселенной могут объяснить квазизвёзды. Это гигантские газовые коконы со спрятанной внутри дырой. Падающее в неё вещество раскаляется и излучает столько света, что не даёт кокону сжаться. Такой объект весит тысячи солнц и сияет ярче целой галактики.
Новое моделирование показало: если дыра поглощает хотя бы десятую часть солнечной массы в год, весь кокон перемешивается и светит красноватым светом — в точности как таинственные «красные точки» в далёком космосе. Эти точки долго сбивали астрономов с толку. Из-за расширения Вселенной их свет смещается в красную сторону, но что именно светит — оставалось неизвестным. Когда масса кокона достигает десятков тысяч солнечных, искривление пространства-времени вызывает неустойчивость, и в центре рождается чёрная дыра.
Парадокс в том, что чёрная дыра, обычно поглощающая свет, сама становится главным источником сияния. Сравнив наблюдаемую яркость красных точек с моделями, учёные выяснили: они соответствуют нужному темпу поглощения. Так квазизвёзды зажигались в юном мироздании и, вероятно, стали зародышами сверхмассивных чёрных дыр.
🎯 Если бы квазизвезда оказалась на месте Солнца, её оболочка простиралась бы дальше орбиты Юпитера, а внутри скрывалась бы чёрная дыра размером с небольшой город.