Para łączących się kwazarów odkrywa tajemnice pierwszych dni Wszechświata

Zespół astronomów zauważył jak dotąd najbardziej odległe, łączące się jądra galaktyczne, widziane takimi, jakie były, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat. Duet aktywnych centrów galaktycznych, zwany kwazarami, to jedyna potwierdzona para widziana podczas Kosmicznego Brzasku.

Dwie bardzo czerwone galaktyki zostały dostrzeżone przez zespół używający kamery Hyper Suprime-Cam na teleskopie Subaru przy przesunięciu ku czerwieni z = 6,05 (co wskazuje, że są widoczne takimi, jakie były ponad 12 miliardów lat temu). Dla przeciętnego widza nie wyglądają one na nic specjalnego: kilka słabych czerwonych plam na obrazie oślepiającym bliższymi galaktykami i gwiazdami. Jednak dalsze obrazowanie spektroskopowe obiektów pomogło naukowcom ustalić, że źródłem światła była para kwazarów. Badania zespołu opublikowano w The Astrophysical Journal Letters , a artykuł towarzyszący został zaakceptowany do publikacji w AAS Journals.

„Obecnie znanych jest kilkaset kwazarów we wczesnym Wszechświecie, ale żadnego z nich nie znaleziono w parze” – powiedział Gizmodo w e-mailu Yoshiki Matsuoka, astronom z japońskiego uniwersytetu Ehime i główny autor badania. „Jest to sprzeczne z naiwnymi oczekiwaniami standardowej teorii kosmologii, która sugeruje, że Wszechświat ewoluował poprzez częste łączenie się galaktyk, co w naturalny sposób skutkuje wieloma łączącymi się parami kwazarów obserwowanymi w całym wszechświecie”.

„Nasze odkrycie dostarcza pierwszego dowodu na istnienie takiej pary faktycznie obecnej w kosmicznym świcie” – dodał Matsuoka. „To potwierdza pogląd, że wszechświat ewoluował poprzez fuzje”.

Kosmiczny Świt to okres we wczesnym wszechświecie, kiedy powstały pierwsze źródła światła. Okres ten trwał od około 50 milionów lat po Wielkim Wybuchu do momentu, gdy Wszechświat miał miliard lat (obecnie ma około 13,77 miliarda lat ). Od dawna oczekiwano zobaczenia kwazarów we wszechświecie na tak wczesnym etapie, dlatego ich bezpośrednia obserwacja była mile widziana.

W sercu tych kwazarów znajdują się czarne dziury – obszary czasoprzestrzeni z polami grawitacyjnymi tak intensywnymi, że światło nie może przed nimi uciec. Oznacza to, że czarne dziury to miejsca, w których wszystkie instrumenty percepcyjne astronomii tracą moc, co ustępuje miejsca astrofizycznym teoriom i symulacjom. Każda czarna dziura w każdym kwazarze ma masę około 100 milionów mas naszego Słońca. Matsuoka powiedział, że zespół nazywa je bliźniakami, ponieważ masy dziur są w przybliżeniu takie same.

„Chociaż jest to tylko pierwszy i pojedynczy przypadek, obecne odkrycie wskazuje, że supermasywne czarne dziury i galaktyki rzeczywiście wyewoluowały w wyniku łączenia się ze sobą” – powiedział Matsuoka. „To potwierdza nasz standardowy paradygmat ewolucji Wszechświata pod silnym przyciąganiem grawitacyjnym, które wpływa na każdy kawałek materii”.

Nowe oczy na niebie — takie jak długo oczekiwane Obserwatorium Very Rubin w Chile — pozwolą w czasie rzeczywistym odkryć więcej południowego nieba, pomagając astronomom klasyfikować obiekty bliskie i dalekie. Niedawny zespół proponuje także obserwacje pary kwazarów za pomocą Kosmicznego Teleskopu Webba, aby wyjaśnić naturę gazu przepływającego przez jądra galaktyk i sposób, w jaki ich gaz może ustąpić miejsca gwiazdom.

Więcej : Naukowcy obserwują długi, zakrzywiony strumień nadlatujący z kwazara rozsianego po całym wszechświecie