Изучение истории науки показывает, как часто случайность играет роль в некоторых наиболее важных открытиях. Иногда истории бывают апокрифическими, например, Ньютона ударили яблоком по голове. Но иногда в них есть доля правды. Так было и с новым открытием старейшей из когда-либо обнаруженных пар сливающихся квазаров – и все началось с пары красных пятен на снимке.
Эти красные пятна были на очень специфическом снимке – сделанном камерой Hyper Subprime-Cam на телескопе Субару в Мануакеа, Гавайи. Йошики Мацуока из Университета Эхимэ в Японии, который вместе с коллегами вручную просматривал фотографию, заметил два слабых красных пятна. В отличие от автоматизированного алгоритма, который мог их не заметить, его заинтересовало, что могло их вызвать, и он решил присмотреться.
Для этого он использовал еще один инструмент на телескопе Subaru, известный как камера и спектрограф для слабых объектов, и спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Gemini на соседнем телескопе Gemini North. Изучив эти более целевые данные, доктор Мацуока и его коллеги обнаружили то, чего никто раньше не видел — пару слившихся квазаров, произошедших менее чем через миллиард лет после создания Вселенной.
Предполагалось, что в этот период слияния квазаров происходили постоянно, но, несмотря на то, что за один и тот же период времени было обнаружено 300 отдельных квазаров, астрономам так и не удалось найти ни одной пары. Это было важно, потому что этот период времени, известный как Эпоха реионизации, сыграл ключевую роль в создании структуры современной Вселенной.
В эпоху реионизации энергия, возможно, возникшая в результате слияния квазаров, лишила свободно плавающий водород, которого было много в ранней Вселенной, его электронов в процессе, называемом ионизацией. Примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва и теоретического конца Эпохи Реионизации структура современной Вселенной в значительной степени утвердилась и официально вышла из периода, известного как «космические темные века».
Понимание этого периода имеет решающее значение для теоретизирования формирования Вселенной. Астрономы долгое время считали, что слияние квазаров было обычным явлением в тот период, поскольку сверхмассивные черные дыры находились относительно близко, а структуры все еще развивались. Поэтому вызывало беспокойство их отсутствие в экспериментальных данных.
Введите пару, найденную доктором Мацуокой и его коллегами. Они появляются примерно через 900 миллионов лет после Большого взрыва, все еще в эпоху реионизации. Однако собрать данные о них было непросто, поскольку старые объекты страдают от загрязнений в своих сигналах, таких как гравитационное линзирование и звезды на переднем плане. В конце концов исследователи обнаружили, что часть оптического света исходит не непосредственно от квазаров, а от формирования звезд вокруг них.
Однако квазары были огромными гигантами, весившими более чем в 100 миллионов раз больше нашего Солнца. Их также соединял газовый мост, а это означает, что две галактики, ядро которых они сформировали, претерпевали масштабное слияние, которое мы теперь сможем наблюдать по мере того, как оно происходит.
Однако это слияние займет миллионы, если не миллиарды лет, поэтому, возможно, пройдет некоторое время, прежде чем мы увидим полный эффект. Но тем временем космологи могут начать серьезно изучать эту пару квазаров, чтобы увидеть, какие еще подробности можно почерпнуть об Эпохе реионизации или формировании Вселенной в целом. А произойдет все это потому, что кто-то заметил на картинке красные кляксы и решил изучить ее дальше.
Узнать больше:
NOIRLab – Международная обсерватория Джемини и компания Subaru объединяют усилия, чтобы обнаружить первую в истории пару сливающихся квазаров на Космическом рассвете
Мацуока и др. – Открытие слияния квазаров-близнецов в я = 6,05
UT – Хаббл увидел два квазара бок о бок в ранней Вселенной
UT – «Джеймс Уэбб» приближается к обнаружению того, что ионизировало Вселенную
Иллюстрация слияния квазаров
Кредит – NOIRLab/NSF/AURA/M.
