«Невозможный» монстр: астрономы поймали сигнал древнейшего квазара
Международная группа астрономов во главе с исследователями из Массачусетского технологического института (США) зафиксировала уникальное явление — случайное мерцание квазара, возникшего на самой заре существования Вселенной. Открытие, опубликованное в престижном научном журнале Nature Astronomy, не просто побило астрономический рекорд, а усугубило одну из главных загадок современной космологии.
Свет от этого прожорливого космического монстра шел до Земли около 13 миллиардов лет. Мы видим его таким, каким он был всего через 850 миллионов лет после Большого взрыва. Это самый ранний квазар, зарегистрированный наукой на сегодняшний день.
Зрелость вопреки возрасту
Квазары — это активные ядра галактик, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, испускающие колоссальное количество энергии по мере поглощения окружающего вещества. Традиционно считалось, что в ранней Вселенной черные дыры должны были находиться в хаотичном, быстрорастущем состоянии. Их аккреционные диски — водовороты из перегретого газа и пыли — по логике физиков, обязаны были быть «раздутыми», нестабильными и бесформенными. На формирование упорядоченной структуры должно уходить миллиарды лет.
Однако недавно зафиксированное мерцание древнего квазара (которое ученые сравнили с хаотичным дрожанием пламени свечи) полностью перевернуло эти представления. Интенсивность его свечения эквивалентна 12 триллионам наших Солнц, а колебания яркости составляют колоссальные 20%.
Проанализировав эти флуктуации на разных длинах волн инфракрасного спектра, астрономы смогли составить карту температур и восстановить форму аккреционного диска.
К удивлению авторов работы, диск оказался тонким и плоским, как блин. Точно так же выглядят современные, «зрелые» квазары в нашей локальной Вселенной.
«Это доказывает, что процессы питания черных дыр и их структура были полностью сформированы уже на ранних этапах, несмотря на совершенно иную космическую среду, — объясняет соавтор исследования Анна-Кристина Эйлерс из MIT. — Похоже, все хаотичные и сверхбыстрые фазы роста, через которые проходят черные дыры, завершились гораздо раньше, чем мы думали».
Прорыв сквозь искажение времени
Поймать мерцание объекта на таком расстоянии — сложнейшая техническая задача. Из-за расширения Вселенной свет от далеких галактик растягивается, уходя в невидимый глазу инфракрасный диапазон. Но растягивается не только свет, но и само время. Процессы, которые в реальности занимают пару недель, для земного наблюдателя растягиваются на месяцы.
Чтобы совершить открытие, ученым потребовался гигантский массив архивных данных космического телескопа НАСА NEOWISE, который непрерывно сканировал небо на протяжении 14 лет. Переработка этих сведений и позволила заметить неуловимое подмигивание из глубокого прошлого.
Теперь астрофизики намерены заглянуть еще дальше в космическую историю, чтобы наконец увидеть «подростковый период» первых черных дыр, сформировавших облик современных галактик.
