Астрономи відкрили найдавніший квазар у Всесвіті

Використовуючи 6,5-метровий магеллановий телескоп (Чилі), астрономи відкрили найдальший квазар з відомих. Він розташований в 13,03 мільярда світлових років Від Землі і, на подив вчених, через всього 670 мільйонів років з моменту Великого вибуху вже містить неймовірно масивну чорну діру.

Про дивовижну знахідку оголошено на 237-му засіданні Американського астрономічного товариства, передає Думка.

“Крім того, що це найдальший і найдавніший з відомих квазарів, він є першим у своєму роді, який демонструє свідчення витікання гарячого газу з околиць чорної діри. На додаток до цього, спостереження також показали інтенсивне зіркоутворення в його батьківській галактиці», – розповідають автори дослідження.

Художня вистава квазара J0313-1806, який, за оцінками вчених, в 10 трильйонів разів яскравіше сонця. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Вважається, що квазари виникають в результаті поглинання надмасивними чорними дірами навколишнього їх матерії, такий як газ або навіть зірки, в результаті чого створюється вир перегрітої матерії, який обертається навколо гравітаційного монстра. Вони є джерелами надзвичайно потужного вивчення і одними з найяскравіших об’єктів в космосі, часто перевершуючи випромінювання батьківських галактик.

Попередній рекордсмен серед квазарів молодого Всесвіту розташовується на 20 мільйонів світлових років ближче до нас і містить надмасивну чорну діру, яка в більш ніж два рази «легше», ніж у відкритого об’єкта.

“Це найбільш ранній приклад впливу надмасивної чорної діри на навколишню галактику. Ми знаємо про цей процес зі спостережень за менш далекими квазарами, але раніше ніколи не фіксували його в такому юному Всесвіті», – зазначив Фейдж Ван, провідний автор дослідження з Арізонського університету (США).

Надмасивна чорна діра в уявленні художника. Credit: NASA

Квазари, розташовані в ранньому Всесвіті і містять чорні діри з масами в мільйони, якщо не мільярди сонячних, є проблемою для астрофізиків, так як на сьогодні немає однозначної відповіді на питання – як вони виникли, якщо у них не було на це достатньо часу.

“Прийнято вважати, що утворення чорної діри починається з вибуху зірки як наднової в кінці її життя. Потім ці невеликі об’єкти зливаються, що теоретично може призвести до появи надмасивної чорної діри. Однак, у спостережуваного нами об’єкта просто не вистачило б часу набрати таку величезну масу. Навіть якби первинна чорна діра квазара J0313 – 1806 утворилася через всього 100 мільйонів років після зародження Всесвіту і стрімко розросталася, вона не накопичила б більше 10 тисяч мас Сонця», – пояснили автори дослідження.

Це говорить про те, що чорна діра квазара J0313-1806 сформувалася за допомогою іншого механізму, а саме при прямому колапсі величезної хмари холодного газоподібного водню. Оскільки при такому сценарії не потрібні повноцінні зірки в якості вихідного матеріалу, це єдиний спосіб вирости до таких розмірів на такому ранньому етапі існування Всесвіту.

GN-z11 – найдальша галактика з відомих. Credit: NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)

Відкритий об’єкт також надав рідкісну можливість зазирнути в життя галактик на зорі Всесвіту, коли багато процесів в них, які з тих пір сповільнилися або припинилися зовсім, ще були в повному розпалі.

Згідно з поточними моделями еволюції галактик, надмасивні чорні діри, що ростуть в їх центрах, можуть бути основною причиною повної зупинки зореутворення. Діючи як паяльна лампа космічних розмірів, квазари люто “стерилізують” своє оточення, ефективно очищаючи свою галактику від більшої частини холодного газу, який необхідний для формування зірок.

“Ймовірно, ці надмасивні чорні діри стали причиною того, що багато хто з великих галактик в якийсь момент перестали утворювати зірки. Ми спостерігаємо це “гасіння» у ближчих об’єктів, але досі нам було невідомо, наскільки рано цей процес почався в історії Всесвіту”, – додали автори дослідження.

Поглинання зірки чорною дірою в поданні художника. Credit: ESO/L. Calçada

Вимірюючи світність квазара J0313-1806, астрономи підрахували, що надмасивна чорна діра в його центрі поглинає в середньому 25 сонячних мас на рік. Енергія, що виділяється в цьому стрімкому процесі, ймовірно, породжує потужний потік іонізованого газу, який рухається зі швидкістю приблизно 20 відсотків від швидкості світла.

«При цьому його батьківська галактика формує зірки в 200 разів швидше сучасного Чумацького Шляху. Це відносно висока швидкість, подібна до того, що спостерігається в інших квазарах того ж віку, говорить нам про те, що батьківська галактика розвивається дуже швидко. Імовірно, цей і аналогічні йому квазари все ще знаходяться в процесі створення своїх надмасивних чорних дір, які з часом виштовхнуть весь газ з батьківських галактик», – підсумували автори дослідження.

Ми вже повідомляли, що вчені розрахували, як зміниться Земля та як виглядатиме новий суперконтинент.

Ми раніше повідомляли, що історики розкрили деталі секретної операції нацистської Німеччини з вивчення Антарктики.

Також повідомлялося, що археологи знайшли в Аргентині секретний притулок, який, імовірно, призначався для керівників нацистської Німеччини.

Так само ми повідомляли про те, що вчені відкрили таємницю стародавнього зображення людей з головами буйволів в Африці.

Ми вже писали, що вчені розкрили таємницю невідомого космічного об’єкта за допомогою платформи розподілених обчислень Einstein@Home.