«Юклид» не просто смотрит в небо. Он погружается вглубь времени.
Космический телескоп Европейского космического агентства (ЕКА) выявил 31 ранее неизвестный квазар. Это не просто слабые размытые пятна. Это мощнейшие ядра сверхмассивных черных дыр, пожирающих вещество в младенческой Вселенной. Некоторые из них светят ярче триллиона солнц. Все они относятся к эпохе, когда возраст Вселенной составлял менее 5% от текущего.
Это меняет наше представление о ранней Вселенной.
На протяжении десятилетий астрономы искали эти объекты. Они искали ответы, в частности: как черные дыры смогли набрать такую массу так быстро? Поиск был сложным, потому что такие объекты редки. Они слабы. Их легко спутать с более близкими звездами. До сих пор.
Поиск слабых гигантов
До запуска «Юклида» обзоры могли находить лишь самые яркие древние квазары. Самый редкий из редких. Это оставляло астрономам крошечную выборку данных. Искаженную картину. Они знали о существовании гигантов, но не видели популяцию, скрытую за ними.
«Юклид» изменил правила игры. Запущенный в 2023 году, он сканирует широкие участки неба в инфракрасном диапазоне. Он фиксирует свет, который пропустили предыдущие телескопы. Это позволяет провести настоящий перепись.
«„Юклид“ — это настоящий фактор, меняющий правила игры», — говорит Да Мин Ян из Лейденского университета, возглавлявший работу, описывающую открытие.
Ян отмечает, что «Юклид» захватывает более слабый свет на огромных площадях. Это позволяет задавать более точные вопросы. Не только существовали они? Но и как распространены были они?
В новые данные входят 31 квазар. Выбранная выборка охватывает период до 13,5 млрд лет назад. Мы видим свет, излученный этими объектами, когда Вселенная была еще ребенком.
«Изучая и находя их, мы лучше понимаем, как столь масштабные системы сформировались так быстро. Это одна из величайших загадок астрофизики».
Бить рекорды расстояний
Среди этих 31 объектов 12 имеют красное смещение 7 или выше.
Красное смещение измеряет, насколько расширение Вселенной растянуло свет. Более высокое красное смещение означает более древний свет. Красное смещение 7 помещает объект в первые 770 миллионов лет космической истории.
Два самых старых установили новые рекорды.
EUCL J1729002.75+064101.8 и EUCL J125808.55+070543.2.
Их красные смещения составляют 7,79 и 7,69. Они находятся на расстоянии 13,1 и 13,3 миллиарда световых лет. Они уже сияли, когда Вселенной было всего 670 миллионов лет. Это раньше, чем любые ранее известные квазары.
Антонио Ла Марка, научный сотрудник ЕКА в команде «Юклида», называет это колоссальным скачком.
Астрономам потребовалось более десяти лет, чтобы найти первые десять квазаров с высоким красным смещением. «Юклид» превзошел эту цифру всего за один год.
«Команда „Юклида“ впервые провела настоящий перепись», — говорит Ла Марка.
Это фундаментальный шаг. Мы переходим от обнаружения исключений к пониманию правила.
Внутри двигателя ранней Вселенной
Почему эти квазары важны? Они освещают космическую зарю.
Сильвия Белладитта и коллеги внимательно изучили второй по возрасту квазар. Данные обнажают интересное: черная дыра находится внутри галактики, насыщенной газом и пылью. Звезды там образуются с невероятной скоростью.
Эта обстановка предполагает связь.
Сверхмассивной черной дыре нужен был огромный приток «еды», чтобы питать свечение квазара. Галактика-хозяин как раз превращала тот же газ в звезды. Они росли вместе. Эволюционировали совместно.
Эти объекты появились в эпоху реионизации.
До этого периода Вселенная переживала «темные века». Водородный газ был холодным и нейтральным. Энергетический свет от первых звезд, галактик и квазаров отрывал электроны от атомов. Газ стал ионизированным. Космос стал прозрачным. Структурированным.
Эти древние квазары стали частью этого перехода. Они помогли рассеять туман.
«Древние квазары — это машины времени», — говорит научный сотрудник проекта ЕКА Валерия Петторино.
Они позволяют нам исследовать, как формировались первые галактики. Они редки. Но они также являются ключевыми.
Что дальше?
Возможности «Юклида» уникальны. Космическое инфракрасное зрение. Четкие снимки. Глубина. Охват обширных площадей. Он эффективно выявляет удаленные объекты.
Но телескоп — это только половина дела.
Обработка данных потребовала усилий тысяч ученых и инженеров консорциума «Юклид». Они проанализировали огромные массивы данных. Они нашли эти редкие квазары. Теперь наземные телескопы могут изучать их дальше.
Эти 31 квазар являются частью Широкого обзора «Юклида». В конечном итоге этот обзор охватит более трети неба.
По мере того как «Юклид» будет картировать миллиарды галактик, количество древних квазаров, скорее всего, возрастет. Данные также прольют свет на темную материю. На космическую историю. На крупномасштабную структуру Вселенной.
Мы только начинаем видеть края того, что там есть. Свет от этих объектов яркостью в триллион солнц путешествовал к нам 13 миллиардов лет. И теперь он рассказывает нам о том, как все начиналось.
