Мост между гигантами: в ранней Вселенной заметили столкновение квазаров
Астрономы с помощью системы радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) официально подтвердили существование редчайшей системы — пары квазаров в сливающихся галактиках. Объект, получивший обозначение J2037–4537, мы видим таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял менее миллиарда лет (красное смещение z = 5,7), пишет Phys.org. Научная публикация вышла на сервере препринтов.
Редчайшая находка
Квазары — это сверхъяркие ядра галактик, питаемые сверхмассивными черными дырами. Чтобы черная дыра «зажглась» и стала квазаром, ей необходим огромный приток материи. Ученые давно предполагали, что главным триггером этого процесса служат столкновения галактик: при их слиянии газ устремляется к центрам, подпитывая черные дыры.
Найти один квазар в ранней Вселенной — задача сложная, но обнаружить сразу два активных ядра в одной системе слияния — исключительная удача. J2037–4537 стала лишь второй подтвержденной парой квазаров с красным смещением более 5 за всю историю наблюдений.
Иллюзия или реальность?
Впервые этот объект был замечен в 2021 году, но тогда ученые не могли исключить эффект гравитационного линзирования. Существовал риск, что мы видим два изображения одного и того же квазара, свет которого искривился под действием гравитации массивной галактики на переднем плане.
Чтобы поставить точку в споре, ученые под руководством Минхао Юэ из Университета Аризоны использовали высокое разрешение ALMA.
Исследователи нанесли на карту линии излучения ионизированного углерода [CII], который служит маркером холодного газа. Они обнаружили «газовый мост», протянувшийся между двумя объектами. Эта структура — явный признак приливного взаимодействия, когда две галактики буквально вытягивают материю друг из друга в процессе слияния. Поскольку гравитационная линза не может создать такой физический мост между изображениями, природа двойной системы была окончательно подтверждена.
Наблюдения показали, что обе галактики являются настоящими «фабриками звезд». Динамическая масса каждой из них составляет не менее 10 миллиардов масс Солнца, а скорость звездообразования превышает 500 солнечных масс в год.
Путь к пониманию гравитационных волн
Сейчас черные дыры в системе J2037–4537 разделены тысячами световых лет. По расчетам ученых, им потребуется еще около 2,1 миллиарда лет, чтобы сблизиться и образовать гравитационно связанную двойную систему.
Это открытие имеет критическое значение для современной физики. Слияние таких гигантов порождает низкочастотные гравитационные волны. Недавние эксперименты зафиксировали гравитационный волновой фон, который оказался сильнее, чем предсказывали модели. Если такие пары, как J2037–4537, встречаются в ранней Вселенной чаще, чем считалось ранее, это поможет объяснить избыток энергии в гравитационном фоне космоса.
