Астрономы обнаружили самый далекий и древний единственный источник радиоизлучения в известной Вселенной. Этот источник - один из самых мощных ускорителей частиц во Вселенной: квазар в 13 миллиардах световых лет от Земли, извергающий струи частиц почти со скоростью света.

Квазары являются одними из самых старых, самых далеких, самых массивных и ярких объектов во Вселенной. Они составляют ядра галактик, где быстрые вращающаяся сверхмассивная черная дыра поглощает всю материю, которая не может выйти из ее гравитационной хватки. В то время как черная дыра поглощает это вещество, она также испускает огромное количество излучения, которое в совокупности может быть более чем в триллион раз ярче, чем самые яркие звезды, что делает квазары самыми яркими объектами в наблюдаемой Вселенной.

\"[G]«Поскольку эти объекты настолько светятся, их можно наблюдать очень далеко», - рассказала Live Science Кьяра Маццучелли, руководившая открытием вместе с Эдуардо Банядосом. «Когда галактики, подобные Млечному Пути, слишком тусклые, чтобы их можно было обнаружить и изучить. расстояния, мы можем использовать эти очень светящиеся квазары для изучения, когда Вселенная была очень молодой. Мы говорим о времени, когда образовались первые звезды и галактики ».

В частности, этот квазар, названный P172 + 18, является реликтом, возникшим примерно через 780 миллионов лет после Большого взрыва и раскрывает ключи к разгадке одного из самых ранних возрастов Вселенной - эпоха реионизации. В начале этого периода Вселенная была покрыта тёмной вуалью в основном однородным облаком газообразного водорода. Ученые называют это время темным веком Вселенной, потому что большая часть испускаемого света быстро поглощалась нейтрально заряженным газом. В конце концов, гравитация коллапсировала первичный газ на первые звезды и квазары, которые начали нагревать и ионизировать окружающие газы, позволяя свету проходить через них.

Маццучелли, астроном из Европейской южной обсерватории в Чили, и Банядос, астроном из Института астрономии Макса Планка в Германии, впервые заметили квазар, используя телескопы Магеллана в обсерватории Лас Кампанас в Чили. Они наблюдали контрольную радиосигнатуру, оставленную мощными струями частиц, вырывающимися сверху и снизу черной дыры. Сверхскоростные частицы излучают огромное количество радиоволн. Ученые называют эти квазары «радио-громкими» и считают, что их струи ускоренных частиц, которые наблюдаются только в 10% квазаров, играют ключевую роль в эволюции ранних галактик.

Дальнейшие наблюдения с помощью телескопов, включая обсерваторию Кека на Гавайях и Очень большой телескоп в Чили, показали, что P172 + 18 почти в 300 миллионов раз массивнее Солнца и является одним из самых быстрорастущих квазаров из когда-либо обнаруженных. Проблема в том, что ученые не знают, как черная дыра стала такой массивной на столь раннем этапе существования Вселенной. Радио-реактивные самолеты могут быть объяснением.

«Теоретические исследования говорят, что наличие радиоструйных двигателей может увеличить скорость, с которой черная дыра поедает материю, а это означает, что они могут позволить черной дыре расти намного быстрее и могут объяснить, почему [the black holes] \"настолько массивны, так рано\", - сказал Маццуккелли. \"В то же время радиоструи могут также воздействовать на галактику, окружающую квазар, влияя на формирование звезд\".

Однако безумие кормления черной дыры могло длиться недолго. Когда астрономы сравнили свои последние наблюдения с обзором неба, сделанным более двух десятилетий назад, они обнаружили, что квазар потерял половину своей яркости, что свидетельствует о том, что квазар, возможно, достиг последних стадий своей жизни.

Маяки в темноте

Маццуккелли описал квазары как далекие фонарики, которые освещают определенное время и пространство в истории Вселенной. Каждый новый обнаруженный квазар открывает еще один участок на временной шкале между Большим взрывом и Вселенной, которую мы видим сегодня. Она надеется, что в будущем исследовательская группа найдет еще много близлежащих квазаров.

Фактически, вскоре после открытия P172 + 18 астрономы обнаружили поблизости второй радиомаяк. Если дальнейшие наблюдения подтвердят, что этот сопутствующий радиоисточник находится на том же расстоянии, что и квазар, это может быть самая далекая пара активных галактик из когда-либо обнаруженных. Исследователи надеются, что телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, смогут определить точное расстояние до радиоисточника.

Обнаружен самый далекий квазар в известной вселенной