Впервые две колоссальные черные дыры столкнулись во время космического рассвета

Мы только что увидели конкретное подтверждение того, что галактики могли сталкиваться и расти в ранней Вселенной.

Ученые наконец поймали два пылающих квазара – галактики, питаемых сверхмассивными черными дырами – в самом процессе слияния друг с другом. на Космическом Рассвете всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва.

Это первая сталкивающаяся пара квазаров, которую мы обнаружили в эту эпоху. Это время интенсивного космического формирования после Большого взрыва. Этот период должен быть пронизан слиянием галактик, но предыдущие поиски выявили только одиночек.

Астрономы с облегчением и удовлетворением наконец нашли одну из них. – обнаружение, которое могло бы помочь обнаружить больше галактических столкновений в Космическом Рассвете, теперь, когда у нас есть пример, показывающий нам, что искать.

«Существование сливающихся квазаров в Эпоху Реионизации ожидалось. в течение длительного времени», — объясняет астроном Йошики Мацуока из Университета Эхимэ в Японии. «Теперь это подтверждено впервые».

Квазары — одни из самых ярких объектов во Вселенной. Это галактики, в которых сверхмассивная черная дыра питается с огромной скоростью: ее окружает гигантское облако пыли и газа, из которого черная дыра в нем положительно жрет. Этот процесс производит огромное количество яркого света в результате сил трения и гравитации, действующих на облако, заставляя его сиять.

Ученые полагают, что квазары могут образовываться при слиянии двух галактик, и этот процесс приводит к более высокой концентрации. материала в центре галактики. И мы видели множество свидетельств прошлых и продолжающихся слияний в более поздней Вселенной, включая галактические центры с двумя или более сверхмассивными черными дырами на медленном, спиральном пути столкновения.

Из-за этого, и поскольку мы обнаружили много квазаров в ранней Вселенной (отчасти потому, что они ярче и, следовательно, их легче увидеть), космологи ожидают высокой скорости слияний галактик во время Космического Рассвета.

Это в в свою очередь, помогло бы нам понять ранний период Вселенной, известный как Эпоха реионизации, когда мощный свет ионизировал туманный нейтральный водород, заставляя его проясняться и позволяя свету свободно течь.

Но на самом деле обнаружение этих слияний оказалось чрезвычайно сложным.

На самом деле открытие было совершенно случайным. Мацуока и его коллеги изучали данные, собранные с помощью телескопа Субару, и обнаружили что-то необычное.

«Во время просмотра изображений кандидатов в квазары я заметил два похожих и чрезвычайно красных источника рядом друг с другом. «, — говорит Мацуока. «Открытие было чисто случайным».

Пара красных пятен, расположенных рядом, может означать что угодно. Например, свет одного объекта может быть разделен и дублирован гравитационным искажением пространства-времени между источником и зрителем, в результате чего один объект будет выглядеть как два или более.

Так исследователи провел последующие наблюдения с использованием телескопа Subaru и Gemini North, а также Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA).

Эти наблюдения показали, что объекты не только были реальными и находились очень далеко, но и находились рядом друг с другом, разделенные промежутком всего в 40 000 световых лет.

Команда также обнаружила, что значительная часть света, излучаемого галактиками, возникает в результате звездообразования, и что мост из газ соединяет их, показывая, что они взаимодействуют и находятся в процессе слияния.

Каждый из них также содержит сверхмассивную черную дыру, примерно в 100 миллионов раз превышающую массу Солнца. Это огромная цифра для ранней Вселенной — даже центральная черная дыра Млечного Пути имеет массу всего 4,3 миллиона солнечных масс.

Это впечатляющее открытие, обещающее еще больше подобных изменений в будущем. Тем временем исследователи работают над анализом наблюдений ALMA, чтобы охарактеризовать пыль и газ, окружающие две галактики. Результаты будут опубликованы в отдельной статье.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.