Инфографика, объясняющая создание новой карты около 1,3 миллиона квазаров со всей видимой Вселенной. Авторы и права: ЕКА/Гея/DPAC; Люси Ридинг-Икканда/Фонд Саймонса; К. Стори-Фишер и др. 2024 год
Астрономы нанесли на карту самый большой за всю историю объем Вселенной с помощью новой карты активных сверхмассивных черных дыр, живущих в центрах галактик. Пожирающие газ черные дыры, называемые квазарами, по иронии судьбы являются одними из самых ярких объектов во Вселенной.
На новой карте зафиксировано расположение около 1,3 миллиона квазаров в пространстве и времени, самый дальний из которых ярко сиял, когда Вселенной было всего 1,5 миллиарда лет. (Для сравнения: возраст Вселенной сейчас 13,7 миллиардов лет.)
«Этот каталог квазаров отличается от всех предыдущих каталогов тем, что он дает нам трехмерную карту самого большого в истории объема Вселенной», — говорит соавтор карты Дэвид Хогг, старший научный сотрудник Центра вычислительных вычислений Института Флэтайрон. Астрофизик из Нью-Йорка и профессор физики и науки о данных в Нью-Йоркском университете. «Это не каталог с наибольшим количеством квазаров и не каталог с измерениями квазаров самого высокого качества, но это каталог с самым большим общим объемом нанесенной на карту Вселенной».
Хогг и его коллеги представили карту в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal. Ведущий автор статьи, Кейт Стори-Фишер, является научным сотрудником Международного физического центра Доностия в Испании.
Ученые построили новую карту, используя данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. Хотя основная цель Gaia — составить карту звезд нашей галактики, она также случайно обнаруживает объекты за пределами Млечного Пути, такие как квазары и другие галактики, когда сканирует небо.
«Мы смогли провести измерения того, как материя скапливается вместе в ранней Вселенной, с такой же точностью, как и некоторые измерения крупных международных исследовательских проектов, что весьма примечательно, учитывая, что мы получили наши данные в качестве «бонуса» от Млечного Пути. сфокусированный проект Гайи», — говорит Стори-Фишер.
Квазары питаются сверхмассивными черными дырами в центрах галактик и могут быть в сотни раз ярче всей галактики. Поскольку гравитационное притяжение черной дыры раскручивает близлежащий газ, в результате этого процесса образуется чрезвычайно яркий диск, а иногда и струи света, которые можно наблюдать в телескопы.
Галактики, в которых обитают квазары, окружены массивными ореолами невидимого материала, называемого темной материей. Изучая квазары, астрономы смогут больше узнать о темной материи, например о том, насколько сильно она слипается.
Астрономы также могут использовать расположение далеких квазаров и родительских галактик, чтобы лучше понять, как космос расширялся с течением времени. Например, ученые уже сравнили новую карту квазара с самым старым светом в нашем космосе — космическим микроволновым фоном. Когда этот свет приближается к нам, он изгибается промежуточной паутиной темной материи — той же паутиной, которую создают квазары. Сравнивая их, ученые могут измерить, насколько сильно материя слипается.
«Было очень интересно видеть, что этот каталог стимулирует столько новой науки», — говорит Стори-Фишер. «Исследователи по всему миру используют карту квазаров для измерения всего: от начальных флуктуаций плотности, которые зародили космическую паутину, до распределения космических пустот и движения нашей Солнечной системы во Вселенной».
Команда использовала данные третьего выпуска данных Gaia, который содержал 6,6 миллионов кандидатов в квазары, а также данные НАСА Wide-Field Infrared Survey Explorer и Sloan Digital Sky Survey. Объединив наборы данных, команда удалила такие примеси, как звезды и галактики, из исходного набора данных Гайи и более точно определила расстояния до квазаров.
Команда также создала карту, показывающую, где пыль, звезды и другие помехи могут закрывать нам обзор определенных квазаров, что имеет решающее значение для интерпретации карты квазаров.
«Этот каталог квазаров — отличный пример того, насколько продуктивны астрономические проекты», — говорит Хогг. «Гайя была создана для измерения звезд в нашей галактике, но одновременно она обнаружила миллионы квазаров, которые дают нам карту всей Вселенной».
Информация от: Фондом Саймонса
