Астрономи за допомогою “Габбла” виявили подвійний квазар у далекому Всесвіті

Ранній Всесвіт був бурхливим місцем, де галактики часто стикалися одна з одною й навіть зливалися. Астрономи, які вивчають ці події, зробили несподіване й рідкісне відкриття: пара гравітаційно пов′язаних квазарів, що палають усередині двох галактик під час їхнього злиття. Вони існували, коли Всесвіту було всього 3 мільярди років.

Про це розповідають в NASA, передають OstanniPodii.com.

Квазари — це яскраві об'єкти, утворені ненажерливими надмасивними чорними дірами під час викиду лютих фонтанів енергії, коли поглинають газ, пил і все інше, що потрапляє в їхню гравітаційну хватку.

“Ми не часто бачимо подвійні квазари на таких ранніх стадіях розвитку Всесвіту. Ось чому це відкриття таке цікаве”, - каже аспірант Ю-Чін Чен з Іллінойського університету в Урбані-Шампейні, провідний автор роботи, опублікованої 5 квітня в журналі Nature.

Пошук близьких бінарних квазарів — це відносно нова галузь досліджень, яка тільки розвивається в останні 10-15 років. Сучасні потужні обсерваторії дали змогу астрономам виявити випадки, коли два квазари активні одночасно та перебувають досить близько, щоб зрештою злитися.

Новини за подібною темою:

		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик
		Астрономи виявили стародавні самотні квазари з незрозумілим походженням
		"Габбл" і "Нові горизонти" одночасно націлилися на Уран для подальшого вивчення екзопланет

З'являється все більше доказів того, що великі галактики утворюються внаслідок злиттів. Маленькі системи збираються разом, утворюючи великі системи та все більші структури. Під час цього процесу всередині галактик, що зливаються, повинні утворюватися пари надмасивних чорних дір. “Знання про популяцію прабатьків чорних дір зрештою дасть нам змогу дізнатися про виникнення надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті та про те, наскільки частими могли бути ці злиття”, - сказав Чен.

“Ми починаємо відкривати вершину айсберга ранньої популяції бінарних квазарів”, - каже співавтор роботи Сінь Лю з Іллінойського університету. “У цьому унікальність цього дослідження. Воно фактично говорить нам, що ця популяція існує, і тепер у нас є метод ідентифікації подвійних квазарів, які розділені меншим розміром, ніж одна галактика”.

Це був пошук "голки у копиці сіна", для якого знадобилася об'єднана міць космічного телескопа "Габбл" і обсерваторії У.М. Кека на Гаваях. Багатохвильові спостереження Міжнародної обсерваторії Джеміні на Гаваях, Дуже великого масиву Карла Г. Янского в Нью-Мексико та рентгенівської обсерваторії Чандра також зробили свій внесок у розуміння цього динамічного дуету. А космічна обсерваторія Gaia Європейського космічного агентства допомогла вперше виявити цей подвійний квазар.

“Чутливість і роздільна здатність "Габбла" дали змогу отримати знімки, які дають нам змогу виключити інші можливості того, що ми бачимо”, - каже Чен. "Габбл" однозначно показує, що це дійсно пара надмасивних чорних дір, а не два зображення одного квазара, створені гравітаційною лінзою переднього плану. Крім того, "Габбл" показує приливну особливість від злиття двох галактик, коли гравітація спотворює форму галактик, утворюючи два хвости зірок.

Фотографія космічного телескопа "Габбл" пари квазарів, які існували, коли Всесвіту було всього 3 мільярди років. Вони знаходяться всередині пари галактик під час їхнього зіткнення. Квазари розділяє відстань, менша за розмір однієї галактики. Credits: NASA, ESA, Yu-Ching Chen (UIUC), Hsiang-Chih Hwang (IAS), Nadia Zakamska (JHU), Yue Shen (UIUC)

Однак однієї чіткої роздільної здатності "Габбла" недостатньо, щоб вирушити на пошуки цих подвійних світлових маяків. Дослідники звернулися до програми Gaia, запущеної 2013 року, щоб виявити потенційних кандидатів у подвійні квазари. Gaia дуже точно вимірює положення, відстань і рух прилеглих небесних об'єктів. Але за допомогою нової техніки її можна використовувати для вивчення далекого Всесвіту. Величезна база даних Gaia може бути використана для пошуку квазарів, які імітують видимий рух прилеглих зірок. У даних Gaia квазари виглядають як одинарні об'єкти, оскільки вони розташовані дуже близько один до одного. Однак Gaia може вловити ледь помітне, несподіване "похитування", яке імітує явну зміну положення деяких квазарів, за якими вона спостерігає.

Насправді квазари не переміщаються в просторі якимось вимірним чином. Натомість їхнє похитування може бути свідченням випадкових коливань світла, оскільки яскравість кожного члена пари квазарів змінюється від кількох днів до кількох місяців, залежно від розкладу живлення їхньої чорної діри. Таке чергування яскравості квазарів схоже на те, як якби ми здалеку побачили сигнал залізничного переїзду. Коли вогні з обох боків нерухомого сигналу поперемінно блимають, знак створює ілюзію "похитування".

Інша проблема полягає в тому, що оскільки гравітація викривляє простір, галактика на передньому плані може розділити зображення далекого квазара на два, створюючи ілюзію, що це дійсно бінарна пара. Телескоп Кека був використаний для того, щоб переконатися, що між нами та передбачуваним подвійним квазаром немає галактики, яка б спричиняла ефект лінзування

Оскільки Габбл заглядає в далеке минуле, цього подвійного квазара більше не існує. За минулі 10 мільярдів років їхні галактики-господарі, ймовірно, перетворилися на гігантські еліптичні галактики, подібні до тих, які ми бачимо сьогодні у локальному Всесвіті. А квазари злилися й перетворилися на гігантську надмасивну чорну діру в центрі галактики. У сусідній гігантській еліптичній галактиці M87 знаходиться монструозна чорна діра, маса якої у 6,5 мільярда разів перевищує масу нашого Сонця. Можливо, ця чорна діра виросла в результаті одного або декількох злиттів галактик за останні мільярди років.

Дослідники сподіваються, що запущений у скорому майбутньому космічний телескоп "Ненсі Грейс Роман" ідеально підходить для пошуку бінарних квазарів. Він має таку саму гостроту зору, як і "Габбл", який використовується для копіткого збору даних щодо окремих об'єктів. Але дуже ширококутний інфрачервоний огляд Всесвіту за допомогою "Роман" у 200 разів більший, ніж у "Хаббла". “Багато квазарів можуть бути бінарними системами. Телескоп "Роман" може зробити величезні успіхи в цій галузі досліджень”, - сказав Лю.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• космічний телескоп Хаббла
• Квазари