Астрономія
Астрономія

«Габбл» побачив два подвійних квазари

Використовуючи нову астрометричну техніку, за допомогою телескопів «Габбл» і Gaia, а також наземних телескопів, вчені знайшли два подвійних квазари, про що вони пишуть у журналі Nature Astronomy. Вони можуть виявитися як подвійними надмасивними чорними дірами, відстань між якими складає тисячі світлових років, так і подвійним зображенням квазара через гравітаційне лінзування.

NASA, ESA, H. Hwang, N. Zakamska (Johns Hopkins University), Y. Shen (University of Illinois, Urbana-Champaign)

NASA, ESA, H. Hwang, N. Zakamska (Johns Hopkins University), Y. Shen (University of Illinois, Urbana-Champaign)

Як можуть утворюватися фізичні подвійні квазари?

Квазари — це активні ядра галактик, у яких надмасивна чорна діра оточена акреційним диском, що утворився у результаті падіння речовини на неї. Злиття галактик було частим явищем у ранньому Всесвіті. У результаті в центрах галактик з’являлося кілька надмасивних чорних дір, які з часом зливалися в одну. Ідентифікувати подвійні чорні діри після злиття галактик, коли їх розділяє кілька кілопарсек (кілька тисяч світлових років) важливо для розуміння еволюції галактик. Їх легко знаходити при значеннях червоного зсуву z < 1, однак у більш віддалених областях, при значенні червоного зсуву z > 2, жодної підтвердженої пари надмасивних чорних дір, відстань між якими складає до 10 кілопарсек (більше 32 тисяч світлових років), не знаходили.

Яке дослідження провели астрономи?

Астрономи обрали 15 кандидатів у подвійні квазари за допомогою Слоанівського цифрового огляду неба. Для дослідження цих джерел вчені використали космічні обсерваторії «Габбл» та Gaia, а також кілька наземних телескопів. Їхня методика пошуку поєднала астрометричні вимірювання та змінність подвійних квазарів, які на зображеннях зливаються в один. Кожен член пари квазарів змінює свою яскравість, і ці коливання можна зафіксувати.

Мерехтіння подвійних квазарів, художня анімація. NASA, ESA, J. Olmsted (STScI) / YouTube

Що вони відшукали?

Два із досліджених джерел у ранньому Всесвіті, J0749 та J0841, виявилися подвійними. Для першого із них червоний зсув становить z = 2,17, а для другого z = 2,95. Це означає, що квазари існували приблизно 10 мільярдів років тому. Відстань між джерелами у кожній парі з астрономічної точки зору є невеликою. Так, квазари J0749 розділяє 3,8 кілопарсек (12 тисяч світлових років), а у J0841 — 3,5 кілопарсек (11,5 тисяч світлових років). Втім, вони можуть виявитися не фізично подвійними системами квазарів, а гравітаційно лінзованими зображеннями одного квазара. Однак, на думку дослідників, це малоймовірно, адже на такій відстані відомо лише три інші лінзованих подвійні квазари, відстань між зображеннями яких настільки мала. Так, імовірність того, що J0841 є подвійним лінзованим зображенням квазара, астрономи оцінили у 5%. Крім того, існує альтернативний сценарій. J0841 може бути фізичним подвійним квазаром, але не через злиття двох галактик. Галактики з високим червоним зсувом часто містять скупчення матерії. Цілком можливо, що в центрі кожного з таких скупчень розташовується своя надмасивна чорна діра.

Астрономи також змогли оцінити частоту подвійних квазарів. На їхню думку, серед кожної тисячі таких об’єктів є один подвійний. Підтвердити природу таких джерел дозволить майбутній телескоп імені Джеймса Вебба.

червоного зсуву
Випромінювання, створене віддаленими об’єктами, змінює довжину своїх хвиль внаслідок прискореного розширення Всесвіту. Таке явище отримало назву червоного зсуву. Чим більше його значення, тим далі у просторі та часі знаходиться об’єкт
гравітаційно лінзованими
Коли між віддаленими джерелами та спостерігачами з’являється масивний об’єкт, наприклад, скупчення галактик, світло від цих джерел деформується. Це явище називається гравітаційним лінзуванням