Вскоре после начала работы космический телескоп James Webb (Джеймс Уэбб) направил инфракрасные приборы в сторону ранней Вселенной. Он обнаружил множество небольших красных объектов, оказавшихся галактиками с большим красным смещением. Они существовали спустя 0,6–1,6 млрд лет после Большого взрыва.
Исследователи предполагают, что в центрах некоторых таких объектов, получивших название «маленькие красные точки», могли расти сверхмассивные чёрные дыры. Эти объекты могли быть ранними квазарами. Согласно гипотезе, чёрные дыры находились внутри плотных газовых оболочек и сформировались непосредственно после коллапса массивных газовых облаков.
Международная группа учёных пришла к выводу, что подобная среда могла способствовать появлению нейтрино высокой энергии. Если расчёты верны, частицы, возникшие около 13 млрд лет назад, могут быть обнаружены на Земле. Исследование возглавил аспирант Центра гравитационной физики и квантовой информации Института теоретической физики Юкавы Рику Кузе.
Нейтрино не имеют электрического заряда и образуются при столкновениях энергичных частиц, например протонов, с фотонами или веществом. Возникая внутри плотной газовой оболочки, они способны покидать её, тогда как гамма-излучение может быть заблокировано. Это важно, поскольку источник наблюдаемого на Земле общего фона нейтрино высокой энергии пока не установлен.
Учёные сопоставили яркость и количество «маленьких красных точек» с параметрами нейтринного фона, а затем провели численное моделирование ускорения частиц, образования вторичных частиц и процессов их охлаждения. Расчёты показали, что при ускорении частиц внутри скрытых областей такие галактики способны производить нейтрино высокой энергии и одновременно подавлять гамма-излучение. По оценке команды, «маленькие красные точки» могут объяснять часть нейтринного фона, наблюдаемого со стороны Земли.
Следующим этапом станет изучение соотношения разных типов нейтрино и условий, при которых джеты (струи вещества) сверхмассивных чёрных дыр оказываются скрыты газовыми оболочками. Как сообщил Рику Кузе в заявлении Киотского университета, большое количество фотонов и плотного газа вокруг центральной чёрной дыры может обеспечивать эффективные столкновения частиц. Учёный отметил, что работа впервые показала: многочисленные небольшие красные галактики способны вносить вклад в наблюдаемый поток нейтрино высокой энергии.