Космический телескоп «Евклид» обнаружил самые древние квазары во Вселенной

Фото из открытых источников

Космический телескоп «Евклид» Европейского космического агентства обнаружил 31 из самых древних квазаров, когда-либо найденных. Два из этих гигантских и ослепительных ядер галактик, питаемых огромными черными дырами, являются самыми ранними квазарами, когда-либо наблюдавшимися в космической истории. Они светили светом, эквивалентным триллиону Солнц, когда Вселенной было 670 миллионов лет — всего 5% от ее нынешнего возраста. Статья с результатами была опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics. 

Квазары представляют собой краткий этап в жизни галактики, во время которого большие объемы вещества по спирали устремляются в центральную сверхмассивную черную дыру, высвобождая огромное количество энергии. На этом этапе ядро галактики светит ярче всего остального во Вселенной, часто затмевая остальную часть своей галактики в сотни и тысячи раз.

Мы десятилетиями охотимся за самыми первыми квазарами Вселенной. Эти объекты раскрывают то, что происходило в самые ранние дни существования космоса, включая то, как формировались первые сверхмассивные черные дыры и галактики. Однако квазары этого времени найти сложно. Они редки, поскольку лишь немногие галактики успели вырасти до достаточно больших размеров, а их первозданный свет слаб и его легко спутать со светом от звезд, расположенных ближе к нам.

Телескоп «Евклид», запущенный в 2023 году, углубляется в изучение этой загадочной части древней космической истории — и получает захватывающие результаты. На данный момент телескоп обнаружил беспрецедентное количество новых квазаров — 31 — в ранней Вселенной, отодвигая временной рубеж, когда космосу было всего 5% от его нынешнего возраста.

«Эти ранние квазары относятся к периоду зарождения Вселенной», — говорит Даминг Ян из Лейденского университета в Нидерландах, ведущий автор статьи об открытии квазара «Евклидом». «Найдя и изучив их, мы сможем лучше понять, как эти огромные системы сформировались и так быстро разрослись — одна из величайших загадок астрофизики».

Самые ранние квазары, о которых мы знали до сих пор, были лишь верхушкой айсберга: редкими и яркими аномалиями, которые было проще всего обнаружить. Мы просто не нашли достаточно квазаров, относящихся к ранним временам Вселенной, чтобы должным образом изучить их как группу. Новое открытие телескопа «Евклид» меняет все это, охватывая не только яркие аномалии, но и большую часть древней популяции квазаров.

«Евклид» — это настоящий прорыв», — добавляет Даминг. «Раньше мы могли обнаружить лишь несколько самых ярких древних квазаров, но «Евклид» позволяет нам гораздо эффективнее искать их на огромных участках неба, улавливая гораздо более слабый свет. Это уникальный инструмент для поиска квазаров».

Это открытие добавляет 12 новых квазаров с красным смещением — мерой расстояния и движения, связанной с тем, как свет движется в расширяющемся космосе, — равным 7 или выше, что соответствует первым 770 миллионам лет существования Вселенной.

Два самых древних квазара из этой группы, EUCL J172902.75+641018.1 и EUCL J125308.55+705432.3, имеют красное смещение 7,77 и 7,69 соответственно, устанавливая новый рекорд для самых древних квазаров, когда-либо обнаруженных. Оба находятся на расстоянии чуть более 13 миллиардов световых лет и возникли в течение первых 670 миллионов лет существования Вселенной.

«Это открытие более чем вдвое увеличивает число известных нам древних квазаров», — говорит Антонио Ла Марка из ЕКА. На обнаружение первых примерно 10 квазаров с красным смещением 7 и выше у астрономов ушло более десяти лет, но «Евклид» уже обнаружил больше за один год.

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

Второй по древности квазар, обнаруженный Дамингом и его коллегами, недавно был более подробно изучен Сильвией Белладиттой и ее сотрудниками. Эти наблюдения показали, что квазар находится в пылевой, заполненной газом галактике, в которой активно образуются новые звезды, что намекает на то, какой может быть галактика-хозяин ранней сверхмассивной черной дыры.

Квазары отсылают нас к захватывающему периоду космической истории, известному как «эпоха реионизации »: когда всё перешло от холода и тьмы («тёмные века») к теплу и ионизации (расщеплению энергетическим светом). Эта переходная эпоха была решающей, заложившей основу для всего, что мы видим сегодня.

«Древние квазары — редкие открытия. Они интересны сами по себе, но также и как машины времени, позволяющие нам исследовать раннюю Вселенную и понять, как возникло первое поколение галактик», — говорит Валерия Петторино, научный руководитель проекта «Евклид» Европейского космического агентства. «Возможности телескопа «Евклид» не имеют себе равных. Телескоп сочетает в себе большую площадь обзора, глубину резкости, четкое изображение и уникальное космическое инфракрасное зрение, что позволяет нам гораздо эффективнее, чем раньше, обнаруживать редкие, чрезвычайно удаленные объекты».

И дело не только в телескопе: обработка данных стала возможной только благодаря тысячам ученых и инженеров из консорциума «Евклид», работающих вместе для совершения научных открытий, просеивая огромные массивы данных, чтобы идентифицировать редкие, далекие квазары, которые мы можем дополнительно изучать с помощью наземных телескопов».

Квазары были обнаружены в данных, полученных в ходе масштабного обзора «Евклида», который после завершения охватит более трети всего неба. «Евклид» раскроет тайны темной Вселенной; телескоп изучает ее состав, историю, эволюцию и составляет карту ее крупномасштабной структуры, наблюдая миллиарды галактик и обнаруживая множество квазаров.