Хаббл видит близкую пару квазаров в ранней Вселенной
Когда речь идет о самых ярких и мощных объектах во Вселенной, мало что может превзойти квазар. Вспышка гамма-лучей от сверхновой может быть более энергичной, но длится она недолго. Квазары, для сравнения, могут излучать в 1000 раз больше, чем Млечный Путь, и делать это сотни миллионов лет.
Всю эту энергию они получают от сверхмассивных черных дыр, которые живут в центре галактик. Когда вещество падает к черной дыре, вокруг нее образуется аккреционный диск: вихревое облако энергетического материала, которое нагревается в результате трения и испускает электромагнитное излучение. В результате квазар может быть настолько ярким, что с нашей точки зрения заглушает свет остальной галактики.
5 апреля исследователи объявили об открытии редкого двойного квазара в ранней Вселенной. Два квазара гравитационно связаны друг с другом и движутся по спирали навстречу друг другу. Их галактики-хозяева находятся в процессе слияния, и сверхмассивные черные дыры, порождающие квазары, в конечном итоге также столкнутся и сольются.
«Мы начинаем раскрывать вершину айсберга ранней популяции бинарных квазаров», — сказал Синь Лю, исследователь из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, в пресс-релизе. «В этом уникальность данного исследования. Оно фактически говорит нам, что эта популяция существует, и теперь у нас есть метод идентификации двойных квазаров, которые разделены менее чем размером одной галактики».
Какими бы яркими ни были квазары, обнаружить — и интерпретировать — сигналы, получаемые от далеких квазаров, нелегко. Эта пара квазаров существовала всего через три миллиарда лет после Большого взрыва, в период, известный как космический полдень: эпоха между 10 и 11 миллиардами лет назад, когда звездообразование во Вселенной достигло своего пика. Это очень, очень далекие объекты.
Для достижения этого результата потребовалось большое сотрудничество и полдюжины телескопов. Оба объекта названы по их обозначениям в Слоановском цифровом обзоре неба J0749 + 2255 и были идентифицированы как двойной квазар с помощью космического аппарата Gaia Европейского космического агентства. Для подтверждения характеристик объекта потребовались наблюдения в инфракрасном диапазоне с космического телескопа Хаббл и обсерватории У.М. Кека на Гавайях. Дополнительная информация об объектах в других диапазонах волн была собрана с помощью Международной обсерватории Джемини (оптический и ближний инфракрасный диапазоны), Очень большого массива Карла Г. Янского (радио) и рентгеновской обсерватории НАСА Чандра (рентгеновский диапазон).
Как при собирании пазла, каждая длина волны давала разную информацию о квазарах и помогала исследователям понять, что происходит в этой далекой бинарной галактической системе.
Мощное разрешение «Хаббла» также позволило исключить возможность того, что они просто видят один и тот же квазар дважды из-за странного эффекта гравитационного линзирования.
Двойные квазары J0749 + 2255 находятся так близко друг к другу, что их разделяет меньше, чем пространство одной галактики, поэтому их обнаружение на расстоянии 10-11 миллиардов световых лет — это невероятный подвиг.
Предстоящий телескоп НАСА Nancy Grace Roman станет идеальным инструментом для поиска новых примеров двойных квазаров. Он будет иметь разрешение, аналогичное «Хабблу», но с более широким полем зрения, что позволит получить изображение сразу большей части неба.
Имея большую выборку, астрономы смогут составить более точные модели галактической эволюции в ранней Вселенной.