Ученые обнаружили самый древний квазар, когда-либо видимый, светящийся светом триллиона солнц

Астрономы, используя космический телескоп Европейского космического агентства Euclid, сделали значительное открытие, обнаружив 31 квазар, питаемый черными дырами, в ранней Вселенной. Наиболее впечатляющим из этих открытий стал самый древний и удаленный квазар, который светит светом триллиона солнц всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва.

Квазары формируются, когда сверхмассивные черные дыры, масса которых может превышать массу солнца в миллионы или даже миллиарды раз, окружены вихревыми дисками материи, называемыми аккреционными дисками. По мере того как аккреционные диски постепенно подают пищу этим космическим гигантам, огромная гравитация черных дыр вызывает интенсивное трение, заставляя материю светиться так ярко, что их светимость может превышать совокупный свет всех звезд в их галактиках.

Несмотря на это, квазары могут быть трудными для обнаружения на больших космических расстояниях, так как их свет сложно отличить от света гораздо более близких звезд. Поэтому охота за самыми ранними квазарами продолжается уже несколько десятилетий, и ученые надеются, что их открытие поможет объяснить, как сверхмассивные черные дыры так быстро росли сразу после Большого взрыва. Запущенный в 2023 году, Euclid оправдал свои ожидания в миссии по открытию ранних квазаров, обнаружив 31 из этих черных дыр.

"Эти ранние квазары относятся к младенчеству Вселенной", - сказал руководитель группы Даминг Ян из Лейденского университета в Нидерландах. "Изучая их, мы можем лучше понять, как эти огромные системы образовались и так быстро развивались — одна из величайших тайн астрофизики".

Ранее астрономам требовалось около десяти лет, чтобы обнаружить первых десять квазаров на таких расстояниях, что делает открытие Euclid более чем в три раза большего числа древних черных дыр всего за один год наблюдений настоящим достижением.

Вершина айсберга

Благодаря этому новому открытию квазаров, сделанному, когда Вселенной было всего 5% от ее нынешнего возраста, ученые теперь могут изучать не только самые яркие примеры этих объектов, но и более тусклые квазары. Это открывает возможность изучить эти объекты как популяцию.

"Euclid — это настоящий прорыв", - продолжил Ян. "Ранее мы могли находить лишь несколько самых ярких древних квазаров, но Euclid позволяет нам гораздо более эффективно исследовать огромные участки неба, чтобы захватывать гораздо более тусклый свет. Это уникальный инструмент для охоты на квазары".

Из 31 нового квазара 12 существовали, когда Вселенной было около 770 миллионов лет, но два, которые особенно выделяются, это квазары, обозначенные EUCL J172902.75+641018.1 и EUCL J125308.55+705432.3, находящиеся на расстоянии около 13 миллиардов световых лет и существовавшие всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва. Это делает их самыми древними квазарами, когда-либо документированными.

"Это открытие более чем удваивает количество известных нам столь древних квазаров", - сказал Антонио Ла Марка, научный сотрудник Европейского космического агентства (ESA) в команде Euclid. "Команда Euclid впервые провела настоящий 'перепись' квазаров на заре Вселенной. Это большой шаг к более глубокому пониманию этих увлекательных объектов".

Квазары относятся к периоду космоса, известному как эпоха рекомбинации, которая длилась с примерно 680 миллионов лет после Большого взрыва до 1.1 миллиарда лет после него. В этот период "темные века" Вселенной подошли к концу, и фотоны, частицы света, получили возможность свободно перемещаться по космосу. Таким образом, эти 31 квазар предоставляют уникальную возможность изучить этот важный период в космической истории.

"Древние квазары — это редкие открытия", - сказала Валерия Петтерино, научный сотрудник проекта ESA Euclid. "Они интересны сами по себе, но также являются временными машинами, которые позволяют нам исследовать раннюю Вселенную и понять, как возникло первое поколение галактик".

31 квазар были обнаружены в рамках широкого обзора Euclid, который в конечном итоге покроет около одной трети всего неба над Землей.

Ученые надеются, что этот обзор проливает свет на так называемую "темную Вселенную", состоящую из двух наиболее актуальных космических загадок: темной энергии, загадочной силы, ускоряющей расширение Вселенной, и природы темной материи, наиболее распространенного "вещества" в космосе, которое остается фактически невидимым.

"Возможности Euclid не имеют равных", - заключила Петтерино. "Телескоп сочетает в себе большую площадь, глубину, четкое изображение и уникальное инфракрасное зрение, что позволяет нам гораздо более эффективно находить редкие, чрезвычайно удаленные объекты, чем когда-либо прежде".

Исследования команды были опубликованы в понедельник (6 июля) в журнале Astronomy & Astrophysics.