Квартет квазаров, заключенный в гигантскую небулу, помогает понять странные массивные структуры в удаленных частях Вселенной
Quasar quartet embedded in giant nebula reveals rare massive structure in distant universe. Joseph F. Hennawi, J. Xavier Prochaska, Sebastiano Cantalupo, Fabrizio Arrigoni-Battaia. Science. 2015. Vol. 348. No 6236. P. 779–783.
Авторы работы впервые в истории обнаружили квартет квазаров, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Квазары сами по себе – достаточно редкое явление, представляющее собой краткий этап эволюции галактики, к тому же они располагаются на расстояниях в сотни миллионов световых лет друг от друга. Квазары подпитываются падающей на сверхмассивную черную дыру материей, расположенную в центре галактики. Во время этой фазы они становятся наиболее яркими объектами во Вселенной, сияющими в сотни раз ярче своих галактик (которые сами по себе содержат сотни миллиардов звезд). Однако эти ярчайшие эпизоды длятся лишь малую часть жизни галактик, так что у астрономов считается большой удачей наблюдать за этим необычным явлением. Исследователи подсчитали, что вероятность обнаружить сразу четверку квазаров – один шанс на десять миллионов. Около сотни квазаров ранее были обнаружены в паре, и только дважды исследователям удалось зафиксировать трио. Квартет, расположенный в районе галактики SDSS J0841+3921 в созвездии Рыси, окружен гигантской туманностью из холодного плотного водорода, которая излучает свет из-за того, что подвергается влиянию интенсивного сияния квазаров. Участок Вселенной, где был обнаружен квартет, напоминает современное массивное скопление галактик или галактический кластер, расположенный на расстоянии 10 млрд световых лет от Земли. Так что полученные астрономами изображения запечатлели область, которая находилась в этом регионе не более чем через 4 млрд лет после Большого взрыва. Исследователи полагают, что некоторые физические процессы могут сделать деятельность квазаров более вероятной (при наличии специфических условий). А значит, их в дальнейшем будет легче найти. Так, возможно, квазары возникают, когда сталкиваются или сливаются несколько галактик: эти происшествия могут эффективно направить газ на центральную черную дыру. Такие «встречи» с большей вероятностью произойдут в плотном протокластере, заполненном галактиками. При этом гигантская эмиссионная туманность является крайне важной составляющей системы, так как ее наличие указывает на огромные количества плотного холодного газа. Сверхмассивные черные дыры могут сиять только как квазары, если в окружающей среде есть газ, который они могут поглотить. С другой стороны, учитывая современные представления о таком массивном сооружении, как Вселенная, наличие гигантской туманности в протокластере оказалось совершенно неожиданным. Модели космического образования структур, основанные на выполненных суперкомпьютером моделированиях, прогнозируют, что массивные объекты ранней Вселенной должны быть заполнены разжиженным газом, температура которого составляет около 10 млн градусов, в то время как в этой гигантской туманности, очевидно, присутствует газ в тысячи раз плотнее и холоднее. Авторы считают, что чрезвычайно редкие события иногда могут опровергать общепринятые теории. Таким образом, открытие первого квартета квазаров может заставить астрономов пересмотреть свои модели эволюции квазаров и формирования самых массивных космических структур.
В.В. Стрекопытов