Самый яркий квазар из ранней Вселенной сияет как 600 триллионов Солнц

Только через 800 миллионов лет после Большого взрыва появились первые источники света во Вселенной. Эти древние, блестящие, энергетически плотные объекты непостижимо стары, и заметить один из них действительно очень редко. Но благодаря потрясающему звездному стечению обстоятельств ученые, представившие на 233-м заседании Американского астрономического общества на этой неделе, говорят, что мельком увидели - и это самое яркое из всех, что мы когда-либо видели.

Квазар возрастом 12,8 миллиардов лет - галактика со сверхмассивной черной дырой в центре, которая испускает частицы с высокой энергией - недавно предстала перед астрономами как галактика, удаленная на 6 миллиардов световых лет по счастливой случайности. Это совпадение позволило свету квазара пройти сквозь гравитационные искажения более близкой галактики и попасть в телескоп астрономов на Земле.

Космический телескоп Хаббла сделал несколько снимков квазара, который получил бесцеремонное прозвище J043947.08 + 163415.7, несмотря на то, что он в 700 миллионов раз больше Солнца и в 600 триллионов раз ярче. Феномен изгиба и увеличения, вызванный галактикой - так называемое гравитационное линзирование, - это то, что позволило астрономам наблюдать квазар, определяя, что это самый яркий из тех, что люди когда-либо наблюдали в самой ранней Вселенной.

Международная группа исследователей во главе с профессором астрономии Сяохуэй Фаном из Аризонского университета в среду представила свои результаты в AAS в Сиэтле, штат Вашингтон. Фан говорит, что он и его сотрудники с самого начала знали, что им предстоит что-то грандиозное, но изначально они не осознавали, насколько уникальным на самом деле было это открытие.

«Как только мы смогли измерить расстояние, мы сразу поняли, что это особый объект с точки зрения его яркости», - говорит он. обратный «Но нам потребовалось немного больше времени, чтобы понять, что это гравитационная линза».

Если бы не эффект линзирования, который увеличил свет квазара в 50 раз и перенаправив его на Землю, астрономы вообще пропустили бы квазар. Даже для телескопа с высоким разрешением, такого как космический телескоп Хаббла, свет от квазара казался бы крайне тусклым после прохождения 12,8 миллиардов световых лет. Даже несмотря на то, что эффект линзирования делает квазар ярче, при таком наблюдении достаточно глаз, чтобы подтвердить происходящее. И это он сделал!

В дополнение к Хабблу, международная сеть телескопов сотрудничала, чтобы подтвердить этот вывод, включая Обсерваторию Близнецов, телескоп Джеймса Клерка Максвелла, Инфракрасный телескоп Соединенного Королевства (UKIRT), W.M. Обсерватория Кека, а также телескоп с панорамным обзором и система быстрого реагирования (Pan-STARRS1).

«Мы не ожидали, что сможем увидеть такой яркий объект так рано во вселенной. И основная причина - эффект линзирования, который увеличил яркость квазара », - говорит Фан. «Это первый подобный объект с линзами, обнаруженный в ранней Вселенной, хотя теория предсказывает, что он должен существовать около 20 лет».

«Таким образом, открытие этого объекта на самом деле является очень хорошим подтверждением нашей теории», - добавляет он.

По словам Фана, команда определила возраст и расстояние квазара, измерив красное смещение длины волны излучения горячего газа в квазаре. После определения сигнатуры газов, выбрасываемых квазаром, который включал водород, ионизированный углерод и магний, команда смогла измерить, насколько их ожидаемые выбросы были смещены в результате их путешествия в космосе. Этот анализ рассказал о сверхмассивной черной дыре, в 700 миллионов раз превышающей размеры Солнца - и такой же яркой, как 600 триллионов солнц.

В настоящее время исследование представляется в виде препринта на Arxiv, но он будет опубликован в следующем номере Астрофизические Журнальные Письма.

Следующие шаги команды раскроют более полную картину квазара и его окрестностей.

Мы проводим много дальнейших наблюдений, включая лучший спектр, который мог бы иметь высокую чувствительность для зондирования межгалактического газа, и изображение, которое еще острее, чем у Хаббла (с использованием Atacama Large Millimeter Array), которое будет изучать окружающую среду сверхмассивного черного дыра, которая питает этот квазар », - говорит Фан.