RW Space

Астрономы обнаружили самый ранний из известных мерцающих квазаров, свет которого прошел более 13 миллиардов лет, чтобы достичь нас.

Это может помочь понять, как некоторые из крупнейших черных дыр во Вселенной так неожиданно и чудовищно выросли в столь раннем возрасте в космической истории.

Удивительно, но этот древний квазар, получивший обозначение J0439+1634, по-видимому, имеет аккреционный диск материи в форме блина, вращающийся внутри него. гигантская пасть, что позволяет предположить, что она загадочно созрела для своего возраста.

«Это является прямым доказательством того, что те же процессы питания и структуры, которые наблюдались в близлежащей Вселенной, уже существовали в очень ранние времена, несмотря на очень разные космические условия, — говорит Анна-Кристина Эйлерс, астрофизик-наблюдатель из Массачусетского технологического института.

«Что никогда раньше не наблюдалось».

Квазары — это блестящие активные галактические ядра, питаемые сверхмассивной черной энергией. питаются дыры (СМЧД).

Среди самых ярких и энергичных объектов в космосе квазары излучают свет с яркостью, которая затмевает целые галактики, содержащие триллионы солнц.

Близлежащие квазары, как известно, мерцают, поскольку вещество неравномерно падает в их центральные черные дыры.

«Мерцание возникает из-за колебаний способа подачи газа в черную дыру», — поясняет Массачусетский технологический институт. астроном Джин Люн.

«И то, как мерцает квазар, говорит нам кое-что о структуре аккреционного диска черной дыры и о том, какие «укусы» она съедает».

Но обнаружить такое мерцание в ранней Вселенной чрезвычайно сложно.

В своем новом исследовании международная группа астрономов под руководством Массачусетского технологического института описала самый ранний объект этого типа.

Исследователи наблюдали этот квазар «мигает» нам на огромной полосе пространства-времени, как это казалось, когда Вселенной было всего 850 миллионов лет, в период безудержного звездообразования, называемого космическим рассветом.

«Хотя на космическом рассвете было обнаружено много квазаров, это первый раз, когда мы действительно видим мерцание одного из них», — говорит Люнг.

Находя и характеризуя это мерцание с «противоположной стороны» космоса, представляет собой невероятную задачу.

Поскольку Вселенная расширяется, она растягивает свет, попадающий в наши телескопы, в более длинные и красные длины волн посредством процесса, известного как красное смещение.

Вы можете испытать аналогичный эффект, когда тон приближающейся сирены скорой помощи становится выше, а затем падает ниже по мере удаления от вас.

А поскольку пространство и время неразрывно связаны, растяжение космической ткани также влияет на время.

Из С точки зрения Земли, находящейся на расстоянии миллиардов световых лет, мерцание, которое происходит в течение нескольких недель, может показаться длиться месяцы.

Чтобы обнаружить сигнал, астрономы использовали многоволновые данные наземных и космических обсерваторий, в том числе широкопольное инфракрасное исследование околоземных объектов НАСА (NEOWISE), которое с 2010 по 2010 год произвело замедленную съемку всего ночного неба в инфракрасном диапазоне. 2024 год.

«Мы видели, как квазар мерцал случайным образом в течение 14-летнего периода, подобно тому, как пламя свечи мерцает без фиксированного рисунка», — объясняет Леунг.

Отслеживая его поток на разных длинах волн, включая инфракрасное и рентгеновское излучение, астрономы подсчитали, что этот древний квазар имеет массу, превышающую 600 миллионов Солнц.

Наша местная сверхмассивная чёрная дыра, Стрелец А*, Расположенный в центре Млечного Пути, он относительно легкий и весит около 4 миллионов солнечных масс.

J0439+1634 также невероятно яркий, сияющий яркостью 12 триллионов Солнц.

Отслеживание его потока, чтобы выявить температуру и близость материала, падающего в черную дыру, также позволило астрономам составить карту ее аккреционного диска.

Любопытно, что они обнаружили, что это была плоской и относительно упорядоченной, хотя считается, что ранние сверхмассивные черные дыры имеют незрелые, хаотично «пухлые» диски, которые еще не устоялись.

Соответственно, квазары в соседней Вселенной имеют более мелкие и аккуратные аккреционные диски и короны, потому что они более зрелые.

«Я думаю, это говорит о том, что все беспорядочные и очень быстрые фазы роста, через которые, как мы ожидаем, в какой-то момент должны пройти все черные дыры, происходят очень, очень рано, прежде чем мы увидим их как очень яркие светящиеся квазары», — говорит Эйлерс.

Эта работа также предлагает новые методы измерения массы некоторых из старейших квазаров и ограничения размера зародышей черных дыр, необходимых для образования сверхмассивных черных дыр с миллиардами солнечных масс. когда возраст Вселенной составлял лишь около 10 процентов от ее нынешнего возраста.

Теперь исследователи надеются обнаружить еще более ранние квазары, чтобы лучше изучить их рост и влияние на галактическую эволюцию.

По теме: Ученые обнаружили гигантскую черную дыру, растущую в 2,4 раза быстрее, чем теоретический предел

К счастью, это исследование устанавливает наземные (и космические) работы по их обнаружению с помощью объектов следующего поколения, включая недавно открытую Веру Обсерватория К. Рубина в Чили и римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на август.

Будущее исследований квазаров на космическом рассвете кажется блестящим в прямом и переносном смысле – даже если изучаемый свет начал свое путешествие более 13 миллиардов лет назад.

Это исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.