Астрономи виявили унікальний космічний об’єкт з епохи, коли Всесвіту було менше 1 млрд років. У центрі червоного квазара J1440+0019 (червоне зміщення z≈6,55) розташована супермасивна чорна діра з масою близько 1,1 млрд сонячних мас, яка стрімко поглинає довколишню речовину. Дослідження опубліковано на препринт-сервері arXiv.
Схованка у пиловому коконі
Епоха космічної реіонізації тривала орієнтовно від 600 млн до 1 млрд років після Великого вибуху. У цей період жорстке ультрафіолетове випромінювання перших зір та галактик іонізувало нейтральний водень. Дослідження квазарів того часу допомагає уточнити часові межі цього процесу.
Більшість відомих квазарів тієї ери знаходили за яскравим ультрафіолетовим світлом. Проте цей метод не працює для об’єктів, прихованих за пиловими хмарами, які блокують ультрафіолет. Астрономи припускають, що значна частина ранніх активних галактичних ядер є саме такими «затіненими» системами.
Щоб дослідити об’єкт J1440+0019, відкритий у межах огляду SHELLQs, команда вчених на чолі з Дамінгом Яном з Лейденської обсерваторії об’єднала можливості двох потужних інструментів. Дослідники використали інфрачервоний спектрограф NIRSpec космічного телескопа JWST для аналізу ядра та радіоінтерферометр ALMA для спостереження за холодним газом і пилом галактики-господаря.
Швидкісний витік
Спектральний аналіз показав приглушення світла пилом, характерне для так званих червоних квазарів типу-1. Це означає, що астрономи бачать безпосередньо ядро квазара, але через помірний шар космічного пилу вздовж лінії спостереження.
Також у спектрі виявили трьохкомпонентні сині зміщення — ознаку руху речовини в наш бік. Швидкість цих ядерних витоків сягає 3600 км/с.
Після внесення поправок на поглинання світла пилом з’ясувалося, що випромінювання квазара сягає близько 80% від Еддінгтонівської межі світності, що свідчить про надзвичайно високу швидкість акреції матерії на чорну діру.
Багата галактика
За даними ALMA, галактика-господар є однією з найяскравіших відомих джерел випромінювання іонізованого вуглецю на червоних зміщеннях понад z≈6. За оцінками, вона містить близько 400 млн мас Сонця у вигляді пилу. Верхня межа швидкості зореутворення в ній вражає: там може народжуватися до 1330 сонцеподібних зір на рік.
Вчені зазначають, що склад пилу навколо ядра нагадує помірно запилені квазари з близького Всесвіту, тоді як загальні запаси пилу відповідають екстремально затіненим системам. Це доводить, що червоні об’єкти раннього Всесвіту володіють широким спектром властивостей та станів акреції.
Для отримання первинних даних про газ і пил телескопу ALMA знадобилося лише 5,5 хвилин спостережного часу. Це підтверджує високу ефективність такого методу для швидкого пошуку кандидатів у пилові квазари. У майбутньому нові космічні телескопи Euclid та Roman допоможуть сформувати повніший каталог подібних об’єктів.
Раніше ми розповідали про історію відкриття та розмаїття квазарів.
За матеріалами phys.org
