Квазизвёзды: чёрные дыры внутри гигантов экспресс
В ранней Вселенной звездные скопления были так плотны, что в них рождались исполины размером с Солнечную систему. Если бы такой гигант оказался на месте Солнца, его край дотянулся бы до Юпитера. Эти звезды иногда заглатывали небольшие черные дыры. Дыра опускалась в недра и начинала расти, превращая звезду в призрачное сияние — квазизвезду. Вот неожиданный парадокс: квазизвезда весит как десять тысяч Солнц, но ее внешние слои настолько разрежены, что она почти прозрачна.
Такой космический призрак может жить сотни тысяч лет, пока черная дыра внутри не наберет колоссальную массу. Эти редкие объекты объясняют загадочные красные точки, которые телескоп Джеймса Уэбба обнаружил в далеких галактиках. Если же в одну звезду попадают сразу несколько черных дыр, их слияние порождает гравитационные волны — дрожь пространства-времени, улавливаемую детекторами на Земле. Так древний свет звезд-призраков раскрывает тайны рождения сверхмассивных черных дыр.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.22924
Numerical simulations have established that star clusters with densities comparable to the high redshift ($$z>6$$-$$10$$) James Webb Space Telescope (JWST) proto globular clusters may build up extremely massive (EMSs; $$m_\mathrm{\star}>1000 M_\odot$$) or even supermassive stars (SMSs; $$m_\mathrm{\star}>10000 M_\odot$$) and potentially intermediate mass black holes (IMBHs) through runaway stellar collisions. Using direct simulations of assembling star clusters including post-Newtonian black hole dynamics and stellar evolution, we demonstrate that in such dense environments ($$\Sigma_\mathrm{h} \gtrsim 10^6 M_\odot$$pc$$^\mathrm{-2}$$) stellar BHs ($$m_\bullet \lesssim 60 M_\odot$$), driven by rapid mass segregation and relaxation effects within the sphere of influence of the EMSs/SMSs, may strongly interact with the extremely massive stars and become embedded within their gaseous layers. We suggest that this quasi-star (QS) like embedded BH phase is a natural outcome of the runaway formation of EMSs/SMSs in the densest star clusters. The QS phase is orders of magnitude longer in duration than the lifetime of the SMS, enabling an extended growth period by stellar collisions, and allows the formation of embedded gravitational wave sources if the QS captures more than a single stellar BH. The star cluster assembly region sizes ($$\sim100$$ pc), QS masses ($$\gtrsim 10^4 M_\odot$$) and their proximity to young, massive blue star forming clumps are consistent with the faint population of multiple little red dots (LRDs) recently discovered by the JWST.
Квазизвезда весит как 10 тысяч Солнц, но её внешние слои настолько разрежены, что она почти прозрачна — настоящий космический призрак.