Астрономы уже более десяти лет наблюдают за компактными карликовыми галактиками, которые получили название «маленькие красные точки» из-за своего небольшого размера и красноватого оттенка. Эти объекты, расположенные относительно недалеко от нас, оказались практически идентичны далеким галактикам, которые недавно были обнаружены телескопом «Джеймс Уэбб». Однако у локальных «точек» есть одна особенность, которая выделяет их среди других активных галактик.
В отличие от типичных активных галактических ядер, которые демонстрируют заметные колебания яркости на десятки процентов, эти карликовые галактики остаются почти неизменными. Их свечение и интенсивность водородных эмиссионных линий сохраняются с точностью до нескольких процентов на протяжении многих лет и даже десятилетий.
Чтобы проверить природу этих объектов, ученые собрали данные за период от 5 до 15 лет. Использовались оптические кривые блеска с телескопа Zwicky Transient Facility, инфракрасные данные спутника WISE, а также повторные спектроскопические наблюдения 2003–2004, 2016 и 2020 годов с помощью телескопов SDSS, Keck и Gemini.
У двух изученных галактик поток широкой линии Hα различался всего на несколько процентов при интервале в 15 лет, а форма линии практически не изменилась. Для сравнения: обычные маломассивные активные галактики меняют яркость на 10–20 % за несколько лет.
Кроме того, спектры показали аномалии: эквивалентная ширина линии Hα оказалась очень большой, а соотношение линий Hα и Hβ значительно превышало стандартное значение. Это невозможно объяснить простым поглощением света пылью.
Ученые предполагают, что широкие водородные линии возникают не за счет обычной фотоионизации, а вследствие столкновительного возбуждения в очень плотном газе. Согласно модели, вокруг черной дыры существует раздутая газовая оболочка — фотосфера температурой около 5000 Кельвинов. Эта оболочка сглаживает любые колебания, скрывает центральную область и объясняет, почему галактики тусклы в рентгеновском диапазоне и не имеют характерного горячего пылевого излучения.
Это открытие ставит под сомнение стандартные методы оценки массы черных дыр по ширине эмиссионных линий — в данном случае они могут давать неверные результаты. Ученые отмечают, что необходимо более тщательное долгосрочное наблюдение за большим количеством таких объектов. Тем не менее, высокая стабильность «маленьких красных точек» уже сейчас указывает на то, что в их центрах происходят необычные процессы, которые могут помочь понять, как росли первые сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной.