31 квазар за год: телескоп «Евклид» нашёл 2 самых древних из известных

Европейский телескоп «Евклид» заметно ускорил поиск самых ранних маяков космоса. За год он нашёл 31 новый квазар из эпохи, когда Вселенной было всего около 670 млн лет, а два объекта оказались рекордно древними. Для астрономов это почти прямой взгляд в момент, когда первые галактики и сверхмассивные чёрные дыры только начинали расти.

Квазары — одни из самых ярких объектов во Вселенной. По сути, это активные ядра галактик: вещество падает в сверхмассивную чёрную дыру, раскаляется до предела, и центр галактики начинает светить в сотни и тысячи раз ярче всего остального звёздного фона. Именно поэтому их ищут на самых дальних рубежах — даже свет, который летел больше 13 млрд лет, всё ещё можно поймать современными инструментами.

Самым удалённым из новых объектов стал EUCL J172902.75+641018.1 с красным смещением 7,77. Следом идёт EUCL J125308.55+705432.3 с красным смещением 7,69. Оба квазара мы видим такими, какими они были примерно через 670 млн лет после Большого взрыва, то есть когда возраст Вселенной составлял около 5% нынешнего.

Отдельно выделяются 12 квазаров с красным смещением выше 7. Для астрономии это уже ранняя эпоха, когда Вселенной было меньше 770 млн лет. По данным авторов работы, новая выборка больше чем вдвое увеличила число известных квазаров этого периода. И это при том, что первые десять объектов с z>7 наука искала больше десяти лет, а «Евклид» нашёл больше за один год наблюдений.

Как «Евклид» нашёл квазары ранней Вселенной

Случайности тут нет. «Евклид» запустили в 2023 году прежде всего ради тёмной материи, тёмной энергии и крупномасштабной структуры Вселенной, но широкий обзор неба оказался полезен и для поиска редких объектов раннего космоса. Миссия работает в рамках Euclid Wide Survey, который после завершения должен охватить больше трети неба.

И вот тут у телескопа есть своё преимущество. James Webb умеет заглядывать глубже и рассматривать объекты подробнее, но поле зрения у него сравнительно узкое. «Евклид» в штучной «микроскопии» слабее, зато лучше подходит для большой переписи неба. Астрономии, по сути, нужны оба инструмента: один быстро вытаскивает кандидатов с тысяч квадратных градусов, второй потом разбирает самые интересные случаи по слоям.

Открытие относится к эпохе реионизации — одному из самых туманных периодов космической истории. Тогда Вселенная выходила из тёмных веков: нейтральный газ постепенно ионизировался под действием излучения первых звёзд, галактик и, возможно, квазаров. До сих пор спорят, какой вклад в этот процесс внесли именно активные ядра галактик. Новые находки добавляют куда более плотную статистику для такого спора.

Один из найденных квазаров уже успели изучить отдельно и выяснили, что он находится в богатой газом и пылью галактике с активным звездообразованием. Это важная деталь: сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной, похоже, росли не в пустоте, а внутри очень «живых» систем, где звёзды рождались почти одновременно с их ростом. Похожие результаты раньше показывали ALMA и James Webb, но теперь таких примеров становится больше, а значит, меньше места для случайных совпадений.

По оценкам ESA, в ближайшие годы «Евклид» может увеличить число известных ранних квазаров уже не на десятки, а на тысячи. Если обзор действительно дойдёт до заявленного охвата, у астрономов появится крупнейшая карта ярких активных ядер времён ранней Вселенной. И тогда вопрос будет уже не в том, существуют ли такие объекты, а в том, как они успели вырастить чёрные дыры массой в миллионы и миллиарды Солнц меньше чем за первый миллиард лет космической истории.