Обнаружен самый далекий квазар во Вселенной

Квазары — это одни из самых ярких объектов в видимой Вселенной. Термин квазар образовался от английских слов quasi-stellar и radiosource и дословно означает «похожий на звезду радиоисточник». По современным представлениям, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск.

Этот аккреционный диск и является источником излучения, иногда в десятки и сотни раз превышающего суммарную мощность всех звезд таких галактик, как Млечный Путь. До нынешнего момента наиболее удаленным обнаруженным квазаром являлся ULAS J1342+0928. Свет, наблюдаемый от этого квазара, был испущен, когда Вселенной было всего 690 миллионов лет (согласно модели ΛCDM, возраст Вселенной составляет 13,799 ± 0,021 миллиарда лет). Однако теперь астрономы обнаружили более далекий квазар. 

Группа исследователей из Университета Аризоны объявила об открытии квазара, получившего обозначение J0313-1806. Он находится на расстоянии более 13 миллиардов световых лет от Земли в созвездии Эридана и был рожден всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва. Ученые также обнаружили свидетельства горячего квазарного ветра, дующего из сверхмассивной черной дыры в центре J0313-1806 со скоростью 20 процентов от скорости света.

Ядро J0313-1806 аккрецирует материал со скоростью 25 солнечных масс в год, но квазар находится так далеко, что только объединенная мощь самых мощных телескопов смогла обнаружить его как инфракрасную точку на заре времен.

Затем для более детального изучения использовалась Атакамская большая [антенная] решётка миллиметрового диапазона (ALMA) в Чили. В совокупности эти наблюдения показывают самый далекий квазар, опередивший предыдущего рекордсмена ULAS J1342+0928 на 20 миллионов лет.

Сверхмассивная черная дыра квазара ULAS J1342+0928 насчитывает 800 миллионов солнечных масс, однако новооткрытый квазар превзошел эти показатели ровно вдвое. Команда подсчитала, что даже если сверхмассивная черная дыра J0313-1806 образовалась примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва и росла настолько быстро, насколько позволяет моделирование, она все равно должна была начинаться с массы не менее 10000 солнечных. Поэтому авторы работы полагают, что эта черная дыра была образована иным образом.

Есть и другие причины, по которым J0313-1806 является интересным объектом. Скорость звездообразования в нем составляет около 200 солнечных масс в год, что позволяет классифицировать квазар как-то, что мы называем галактикой со вспышкой звездообразования. Это напряженный этап в жизни галактики; при таких высоких темпах исчерпание всего звездообразования — лишь вопрос времени.

В свою очередь, квазарный ветер — чрезвычайно горячая плазма, истекающая из аккреционного диска, вращающегося вокруг сверхмассивной черной дыры, — не помогает делу. Эти ветры удаляют из галактики холодный звездообразующий газ, который, как считается, в конечном итоге погасит звездообразование.

«Мы думаем, что эти сверхмассивные черные дыры стали причиной того, что многие из больших галактик в какой-то момент перестали образовывать звезды. Мы наблюдаем это гашение при более низких красных смещениях, но до сих пор мы не знали, насколько рано этот процесс начался в истории Вселенной. Этот квазар является самым ранним свидетельством того, что гашение могло происходить в очень ранние времена», — отмечает Фань.

Узнайте, как камера HiRISE сняла крупнейший каньон Солнечной системы.