«Евклид» обнаружил самые древние квазары Вселенной

Космический телескоп «Евклид» обнаружил 31 самый древний квазар. И два из них сияли светом триллиона Солнц ещё тогда, когда возраст Вселенной составлял всего 5% от нынешнего.

Об этом сообщают в Европейском космическом агентстве (ЕКА), передают последние OstanniPodii.com.

Квазар образуется, когда огромные массы газа и пыли падают в сверхмассивную чёрную дыру, вращаясь вокруг неё перед тем, как попасть внутрь. Экстремальные гравитационные силы и силы трения, действующие в этом процессе, нагревают газ и пыль до миллионов градусов, высвобождая огромные количества энергии. Результатом является яркое свечение.

Квазары представляют собой короткий этап в жизни галактики, во время которого ядро галактики светится ярче всего остального во Вселенной, часто превосходя свет остальной части своей галактики-хозяина в сотни, а то и тысячи раз.

Учёные уже десятилетиями ищут самые ранние квазары Вселенной. Эти объекты раскрывают, что происходило в самые первые дни космоса, в частности, как формировались первые сверхмассивные чёрные дыры и галактики. Однако квазары того времени трудно найти. Они редки, поскольку лишь немногие галактики успели к тому времени вырасти до достаточных размеров. Кроме того, из-за большого расстояния их свет тусклый, и его трудно отличить от света звёзд, находящихся ближе к нам.

Запущенный в 2023 году телескоп ЕКА «Евклид» всё глубже погружается в эту загадочную часть древней космической истории — и получает захватывающие результаты. На данный момент телескоп обнаружил беспрецедентное количество — 31 новый квазар в ранней Вселенной, относящийся к временам, когда возраст космоса составлял всего 5 % от его нынешнего возраста.

«Эти ранние квазары происходят из младенчества Вселенной», — говорит Даминг Ян из Лейденского университета в Нидерландах, главный автор статьи в журнале «Astronomy & Astrophysics» об открытии «Евклида». «Обнаруживая и исследуя их, мы можем лучше понять, как эти огромные системы образовались и так быстро выросли — это одна из величайших загадок астрофизики».

Под верхушкой айсберга

Самые древние квазары, о которых было известно до сих пор, были лишь верхушкой айсберга: редкими и яркими исключениями, которые легче всего было обнаружить. Мы просто не нашли достаточно квазаров из раннего периода существования Вселенной, чтобы должным образом изучить их как группу. Новое открытие «Евклида» меняет всё это, позволяя обнаружить не только яркие исключения, но и большую часть популяции древних квазаров.

«Евклид — это настоящая революция», — добавляет Даминг. «Раньше мы могли обнаружить лишь несколько самых ярких древних квазаров, но Евклид позволяет нам гораздо эффективнее исследовать огромные участки неба, чтобы уловить гораздо более тусклый свет. Это уникальный инструмент для поиска квазаров».

Среди 31 квазара, изображения которых получил «Евклид», 12 датируются первыми 770 миллионами лет существования Вселенной. Еще два — самые древние из когда-либо зафиксированных — образовались в течение первых 670 миллионов лет существования Вселенной, и их свету потребовалось около 13 миллиардов световых лет, чтобы добраться до Земли.

«Это открытие более чем вдвое увеличивает количество известных нам квазаров столь древнего происхождения», — отмечает Антонио Ла Марка, научный сотрудник ЕКА в составе команды «Евклид». На открытие первых примерно 10 квазаров, датируемых примерно 770 миллионами лет существования Вселенной, астрономам потребовалось более десятилетия — но «Евклид» уже обнаружил больше всего за один год.

«Команда «Евклида» впервые провела настоящую «перепись» квазаров на заре Вселенной», — добавляет Антонио. «Это большой шаг к пониманию этих удивительных объектов на более фундаментальном уровне».

Важная веха в истории Вселенной

Второй по возрасту квазар, обнаруженный Дамингом и его коллегами, был исследован более подробно. Эти наблюдения показали, что он расположен в пылевой, наполненной газом галактике, которая бурно образует новые звезды, что дает представление о том, какой могла быть галактика в эпоху ранней сверхмассивной черной дыры.

Квазары напоминают об увлекательном периоде в истории Вселенной, известном как «эпоха реионизации»: когда всё перешло от холодного и тёмного состояния («тёмные века») к горячему и «ионизированному» (расщеплённому энергичным светом). Эта переходная эпоха была решающей, поскольку заложила основу для всего, что мы видим сегодня.

«Древние квазары — редкие открытия. Они интересны сами по себе, но также являются своеобразными машинами времени, позволяющими нам исследовать раннюю Вселенную и понять, как возникло первое поколение галактик», — говорит научная сотрудница проекта «Евклид» ЕКА Валерия Петторино.

«Возможности «Евклида» не имеют себе равных. Телескоп сочетает в себе обширную область обзора, глубину, четкую визуализацию и уникальное космическое инфракрасное зрение, что позволяет нам обнаруживать редкие, чрезвычайно удаленные объекты гораздо эффективнее, чем раньше. И дело не только в телескопе: обработка данных возможна лишь благодаря тысячам ученых и инженеров Консорциума «Евклид», которые совместно работают над научными открытиями, просеивая огромные массивы данных, чтобы обнаружить редкие, удаленные квазары, которые мы можем далее исследовать с помощью наземных телескопов».

31 квазар, о которых шла речь, были обнаружены в данных «Широкоугольного обзора Евклида», который по завершении охватит более трети всего неба.

Миссия «Евклид» фотографирует миллиарды галактик, чтобы помочь астрономам лучше понять «тёмную энергию» — явление, вызывающее ускоренное расширение нашей Вселенной. Телескоп составляет карту её крупномасштабной структуры — и при этом обнаруживает многочисленные квазары.