«Евклід» виявив найдавніші квазари Всесвіту

Космічний телескоп «Евклід» виявив 31 найдавніший квазар. І два з них сяяли світлом трильйона Сонць ще тоді, коли Всесвіту було лише 5% від нинішнього.

Про це повідомляють в Європейському космічному агентстві (ЄКА), повідомляють OstanniPodii.com.

Квазар утворюється, коли величезні маси газу та пилу падають у надмасивну чорну діру, кружляючи навколо неї перед тим, як потрапити всередину. Екстремальні гравітаційні сили та сили тертя, що діють у цьому процесі, нагрівають газ і пил до мільйонів градусів, вивільняючи величезні кількості енергії. Результатом є яскраве світіння.

Квазари являють собою короткий етап у житті галактики, під час якого ядро галактики світиться яскравіше за будь-що інше у Всесвіті, часто перевершуючи світло решти своєї галактики-господаря у сотні, а то й тисячі разів.

Вчені вже десятиліттями шукають найперші квазари Всесвіту. Ці об’єкти розкривають що відбувалося в найперші дні космосу, зокрема як формувалися перші надмасивні чорні діри та галактики. Однак квазари того часу важко знайти. Вони рідкісні, оскільки лише небагато галактик встигли на той час вирости до достатніх розмірів. Також через велику відстань їхнє світло тьмяне та його важко відрізнити від світла зірок, що знаходяться ближче до нас.

Запущений у 2023 році телескоп ЄКА «Евклід» все глибше занурюється в цю загадкову частину давньої космічної історії — та отримує результати, що захоплюють. Наразі телескоп відкрив безпрецедентну кількість — 31 новий квазар у ранньому Всесвіті, сягаючи часів, коли вік космосу становив лише 5 % від його нинішнього віку.

«Ці ранні квазари походять з дитинства Всесвіту», — каже Дамінг Ян з Лейденського університету в Нідерландах, головний автор статті в «Astronomy & Astrophysics» про відкриття «Евкліда». «Виявляючи та досліджуючи їх, ми можемо краще зрозуміти, як ці величезні системи утворилися та так швидко зросли — це одна з найбільших загадок астрофізики».

Під верхівкою айсберга

Найдавніші квазари, про які знали дотепер, були лише верхівкою айсберга: рідкісними та яскравими винятками, які найлегше було виявити. Ми просто не знайшли достатньо квазарів з раннього періоду існування Всесвіту, щоб належним чином дослідити їх як групу. Нове відкриття «Евкліда» змінює все це, дозволяючи виявити не лише яскраві винятки, а й більшу частину популяції древніх квазарів.

«Евклід — це справжня революція», — додає Дамінг. «Раніше ми могли виявити лише кілька найяскравіших древніх квазарів, але Евклід дозволяє нам набагато ефективніше досліджувати величезні ділянки неба, щоб вловити набагато тьмяніше світло. Це унікальний інструмент для пошуку квазарів».

Серед 31 квазара, зображення яких отримав «Евклід», 12 датуються першими 770 мільйонами років існування Всесвіту. Ще два — найстаріші з коли-небудь зафіксованих — утворилися протягом перших 670 мільйонів років існування Всесвіту, і їхньому світлу знадобилося близько 13 мільярдів світлових років, щоб дістатися до Землі.

«Це відкриття більш ніж удвічі збільшує кількість відомих нам квазарів такого стародавнього походження», — зазначає Антоніо Ла Марка, науковий співробітник ЄКА у складі команди «Евклід». На відкриття перших приблизно 10 квазарів, що датуються близько 770 мільйонами років існування Всесвіту, астрономам знадобилося понад десятиліття — але «Евклід» вже виявив більше лише за один рік.

«Команда «Евкліда» вперше провела справжній «перепис» квазарів на світанку Всесвіту», — додає Антоніо. «Це великий крок до розуміння цих дивовижних об’єктів на більш фундаментальному рівні».

Важлива віха в історії Всесвіту

Другий за віком квазар, виявлений Дамінгом та його колегами, був досліджений детальніше. Ці спостереження показали, що він розташований у пиловій, наповненій газом галактиці, яка бурхливо утворює нові зорі, що дає уявлення про те, якою могла бути галактика у ранньої надмасивної чорної діри.

Квазари нагадують про захопливий період в історії Всесвіту, відомий як «епоха реіонізації»: коли все перейшло від холодного й темного стану («темні віки») до гарячого та «іонізованого» (розщепленого енергійним світлом). Ця перехідна епоха була вирішальною, оскільки заклала основу для всього, що ми бачимо сьогодні.

«Стародавні квазари — рідкісні відкриття. Вони цікаві самі по собі, але також є своєрідними машинами часу, що дають нам змогу досліджувати ранній Всесвіт і зрозуміти, як виникло перше покоління галактик», — каже наукова співробітниця проєкту «Евклід» ЄКА Валерія Петторіно.

«Можливості «Евкліда» не мають собі рівних. Телескоп поєднує велику площу огляду, глибину, чітку візуалізацію та унікальне космічне інфрачервоне бачення таким чином, що дозволяє нам виявляти рідкісні, надзвичайно віддалені об’єкти набагато ефективніше, ніж раніше. І справа не лише в телескопі: обробка даних можлива лише завдяки тисячам науковців та інженерів Консорціуму «Евклід», які спільно працюють над науковими відкриттями, просіваючи величезні масиви даних, щоб виявити рідкісні, віддалені квазари, які ми можемо далі досліджувати за допомогою наземних телескопів».

31 квазар, про які розповідалося, були виявлені в даних «Ширококутного огляду Евкліда», який після завершення охоплюватиме понад третину всього неба.

Місія «Евклід» фотографує мільярди галактик, щоб покращити розуміння астрономами «темної енергії» — явища, яке спричиняє прискорене розширення нашого Всесвіту. Телескоп складає карту його великомасштабної структури — і виявляє при цьому численні квазари.

• телескоп Евклід
• Квазари