297
Уявіть собі об’єкт, настільки яскравий, що він світить, як трильйон сонць, і при цьому народився, коли Всесвіту було лише кілька відсотків від його нинішнього віку. Саме такий квазар астрономи виявили за допомогою космічного телескопа Euclid, про що розповідає видання Space Astronomy. І це лише найяскравіша перлина в «скарбі» з 31 нововідкритого квазара в ранньому Всесвіті.
Що відомо коротко
- Космічний телескоп Euclid виявив 31 квазар, живлений надмасивними чорними дірами, у дуже ранньому Всесвіті.
- Найдавніший з них існував уже через 670 мільйонів років після Великого вибуху та сяє, як трильйон сонць.
- Раніше на пошук перших приблизно десяти таких далеких квазарів йшло близько десяти років, Euclid знайшов утричі більше за один рік.
- Нові об’єкти належать до епохи реіонізації, коли завершилися «темні віки» Всесвіту і фотони змогли вільно мандрувати космосом.
- Спостереження в межах огляду Euclid Wide Survey мають допомогти зрозуміти темну матерію та темну енергію.
Як квазар робить чорну діру яскравішою за галактику
Квазар — це не просто «яскрава зірка». Це надмасивна чорна діра в центрі далекої галактики, оточена гігантським диском речовини, що падає всередину. Такий диск називають акреційним диском.
Уявіть водоверть у річці, тільки замість води — газ і пил, а замість дна — чорна діра з масою в мільйони або навіть мільярди сонць. Гравітація змушує речовину закручуватися і падати всередину, при цьому частинки труться одна об одну, нагріваються до шалених температур і починають світитися.
Це світіння настільки потужне, що квазар може перевершувати за яскравістю усі зірки своєї галактики разом узяті. Тому квазари видно на неймовірних відстанях — вони як маяки, що пробивають темряву раннього космосу.
Як Euclid знайшов «маяки» юного Всесвіту
Попри їхню фантастичну яскравість, квазари на межі спостережуваного Всесвіту дуже важко відрізнити від звичайних зірок, які набагато ближчі до нас. Їхнє світло зміщується в червоний бік спектра через розширення Всесвіту, стає тьмянішим і «змішується» з мільярдами інших джерел світла.
Полювання на найдавніші квазари тривало десятиліттями. Астрономи сподівалися, що ці об’єкти допоможуть пояснити, як надмасивні чорні діри змогли так швидко вирости після Великого вибуху. До появи Euclid на пошук перших приблизно десяти квазарів на подібних відстанях ішло близько десяти років.
Запущений у 2023 році телескоп Euclid радикально змінив правила гри. Лише за один рік спостережень він виявив 31 квазар у ранньому Всесвіті. Команда під керівництвом Даміна Яна (Daming Yang) з Лейденського університету змогла не лише знайти найяскравіші об’єкти, а й зафіксувати значно тьмяніші квазари.
Це означає, що тепер астрономи можуть вивчати квазари не як поодинокі «дивини», а як цілу популяцію — порівнювати їхні властивості, яскравість, відстані та еволюцію.
Рекордні квазари та епоха реіонізації
З 31 нового квазара 12 існували, коли Всесвіту було приблизно 770 мільйонів років. Але особливо виділяються два об’єкти з позначеннями EUCL J172902.75+641018.1 та EUCL J125308.55+705432.3.
Вони розташовані приблизно за 13 мільярдів світлових років від нас і вже світилися через 670 мільйонів років після Великого вибуху. Це робить їх найдавнішими квазарами, які будь-коли фіксували астрономи.
Усі 31 квазар належать до періоду, який називають епохою реіонізації. Тоді закінчилися «темні віки» Всесвіту: перші джерела світла — зірки, галактики, квазари — почали іонізувати навколишній газ, і фотони змогли вільно мандрувати космосом.
Європейський дослідник Антоніо Ла Марка (Antonio La Marca) зазначає, що це відкриття більш ніж удвічі збільшує кількість відомих настільки давніх квазарів. Команда Euclid фактично провела перший «перепис» квазарів на зорі Всесвіту.
Що це говорить про темний Всесвіт
Квазари з раннього космосу — це не лише екзотичні об’єкти, а й своєрідні машини часу. Вони дозволяють зазирнути в епоху, коли формувалися перші галактики та надмасивні чорні діри.
Проєкт Euclid має ще одну велику мету: дослідити так званий «темний Всесвіт», що складається з темної матерії та темної енергії. Темна енергія відповідає за прискорене розширення Всесвіту, а темна матерія — за «каркас», на якому збираються галактики. Обидві складові майже невидимі для прямих спостережень.
Огляд Euclid Wide Survey, у межах якого й було знайдено 31 квазар, зрештою охопить близько третини всього неба. Поєднання великої площі огляду, глибини, чітких зображень і інфрачервоного зору з орбіти дає змогу виявляти рідкісні, надзвичайно далекі об’єкти набагато ефективніше, ніж раніше.
Дані про квазари допоможуть зрозуміти, як розподілялася матерія в ранньому Всесвіті, як формувалися перші великі структури та як у цьому процесі проявляли себе темна матерія і темна енергія.
FAQ
Ці результати вже остаточні чи це лише перший крок?
Команда вже опублікувала результати в журналі Astronomy & Astrophysics, але це лише початок. Euclid продовжить спостереження, тож кількість відомих давніх квазарів, ймовірно, зростатиме, а моделі їхнього формування уточнюватимуться.
Чому вчені так довго не могли знайти стільки давніх квазарів?
Раніше телескопи оглядали менші ділянки неба й мали обмежені можливості в інфрачервоному діапазоні, де «ховається» світло дуже далеких об’єктів. Через це вдавалося знаходити лише найяскравіші квазари, тоді як тьмяніші залишалися непоміченими.
Чи означає така рання поява квазарів, що чорні діри ростуть швидше, ніж ми думали?
Виявлення надмасивних чорних дір уже через сотні мільйонів років після Великого вибуху справді кидає виклик існуючим моделям їхнього росту. Тепер астрономи мають більше об’єктів для перевірки гіпотез про те, як саме ці «космічні гіганти» могли так швидко набрати масу.
Чи побачимо ми подібні квазари на зображеннях як яскраві точки?
Для професійних астрономічних інструментів квазари виглядають як дуже далекі, але все ж точкові джерела світла. Однак для неозброєного ока або аматорських телескопів вони занадто тьмяні й далекі, тож їх можна виявити лише за допомогою потужних космічних обсерваторій.
Те, що в юному Всесвіті вже існували квазари, яскравіші за трильйон сонць, означає, що космос дуже рано навчився будувати гігантські структури. Кожен новий такий об’єкт — це не просто ще одна «яскрава точка» на небі, а підказка до головоломки про те, як із первісної темряви народився знайомий нам Всесвіт з галактиками, зірками й, зрештою, нами самими.
Найдавніший квазар сяє яскравіше трильйона сонць з’явилася спочатку на Цікавості.
