Дыхание древнего титана: «Чандра» зафиксировала раскаленные выхлопы одного из первых квазаров

Используя космическую рентгеновскую обсерваторию НАСА «Чандра», астрономы сумели заглянуть в эпоху юности Вселенной и обнаружить там «дыхание» космического титана. Исследователи зафиксировали обжигающие выхлопные газы одного из древнейших квазаров, температура которых достигает умопомрачительных 20 миллионов градусов по Цельсию (36 миллионов по Фаренгейту). Источником этого ярчайшего явления служит двигатель в виде сверхмассивной черной дыры, активно поглощающей материю.

Уникальный «радиотихий» объект

Телескоп «Чандра» наблюдал относительно спокойный квазар, существовавший спустя 2,1 миллиарда лет после Большого взрыва. Космические «выхлопные газы» от двигателя этой черной дыры простираются примерно на 100 000 световых лет вокруг квазара, расположенного в сердце формирующегося галактического скопления, или «протоскопления», под названием MQN01. Именно эти невероятно горячие газовые структуры со временем превратятся в атмосферы, окутывающие современные скопления галактик и известные как внутрикластерная среда (ICM). Таким образом, это исследование впервые раскрывает точный момент в космической истории, когда начали формироваться и собираться эти галактические атмосферы.

«Центральный научный вопрос заключается в понимании того, как формируется эта горячая фаза: каковы физические условия газа во время его образования и какие процессы способствуют его нагреву», — пояснил член команды Себастьяно Канталупо из Университета Милана-Бикокка. «Данные демонстрируют экстраординарные свойства газа, которые могут дать нам первые представления о том, как образовалась эта горячая фаза окологалактической среды, которую мы сейчас видим как внутрикластерную среду».

Гравитационный шок и космические рекорды

До сих пор подобные рентгеновские обнаружения делались только для квазаров, которые находятся в активных ядрах «радиогромких» галактик. Рентгеновское излучение от таких галактик исходит от джетов — струй частиц, выбрасываемых из окрестностей питающихся сверхмассивных черных дыр со скоростями, близкими к скорости света. Однако квазар в сердце MQN01 относится к редкому «радиотихому» типу. Это означает, что рентгеновские лучи, зафиксированные «Чандрой», не загрязнены плазменными джетами, и всё наблюдаемое излучение представляет собой чистейший «выхлоп» раскаленного газа от квазара.

«Мы стоим перед одним из самых далеких обнаружений протяженного теплового рентгеновского излучения, связанного с формированием горячего газа в плотных регионах Вселенной, который, вероятно, эволюционирует в известную нам локальную внутрикластерную среду», — заявил Канталупо. Ученые полагают, что им удалось идентифицировать ту фазу жизни объекта, в которой холодный газ падает к гравитационному потенциалу массивного гало и нагревается гравитационными ударными волнами. Измеренные плотности и давление оказались чрезвычайно высокими: они на один-два порядка выше, чем у скоплений в нашей локальной Вселенной.

Искусство отделять свет от тьмы

Наблюдения этой радиотихой галактики стали возможны благодаря применению методики, обычно используемой для анализа сейфертовских галактик, в которых находятся питающиеся сверхмассивные черные дыры в локальной Вселенной. Главная сложность, с которой столкнулась команда, заключалась в том, чтобы отделить слабый свет от газа в гало от ослепляющего сияния вещества, расположенного вблизи центральной черной дыры. «Изначально мы и сами были настроены крайне скептически, — признался руководитель группы Андреа Травашио из Национального института астрофизики Италии (INAF). — Учитывая исключительный характер данных, мы просеяли все альтернативные объяснения: от искусственных истечений до инструментального загрязнения или других непредвиденных эффектов. Но каждый альтернативный сценарий столкнулся с непреодолимыми теоретическими ограничениями. Термическое объяснение — единственное, что согласуется с физическими данными».

Теперь Травашио и его коллеги анализируют архивные наборы данных по сотням других квазаров, чтобы выяснить, является ли эта фаза нагрева обычным явлением для протоскоплений или же MQN01 — редчайшая аномалия. «Учитывая уникальность результата, а также принимая во внимание технические трудности "Чандры" на финальных этапах ее миссии, спутник в очередной раз продемонстрировал свою экстраординарную способность давать научно значимые результаты даже спустя десятилетия работы», — подчеркнул Травашио.

Источники:
Исследование основано на данных космической рентгеновской обсерватории «Чандра» (NASA). Результаты работы группы Андреа Травашио и Себастьяно Канталупо опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics (выпуск от 24 июля 2026 г.), а также цитируются в сопроводительных материалах Национального института астрофизики Италии (INAF) и Университета Милана-Бикокка.