Астрономы нашли рекордно далекий квазар, мощностью в галактику

Астрономы обнаружили новый самый далекий на сегодняшний день квазар J0313-1806, который существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял 670 миллионов лет. Он содержит в себе сверхмассивную чёрную дыру с массой 1,6 миллиарда масс Солнца, что позволяет наложить серьезные ограничения на модели образования «зародышей» черных дыр в ранней Вселенной. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Квазары — одни из самых ярких астрономических объектов в видимой Вселенной, это ядра далеких галактик на ранней стадии формирования, в которых сверхмассивные черные дыры активно поглощают вещество из окружающего их аккреционного диска и могут генерировать высокоскоростные струи (джеты). Поиск и наблюдения наиболее далеких подобных объектов позволяет проверить теории формирования сверхмассивных черных дыр путем определения массы их «зародышей» в ранней Вселенной и оценки скорости их роста. На сегодняшний день данных наблюдений за очень далекими квазарами крайне мало, лишь два подобных объекта были обнаружены при значениях красного смещения z≥7,5.

Группа астрономов во главе с Фейге Воном (Feige Wang) из Университета Аризоны сообщает об обнаружении самого далекого на сегодня яркого квазара J0313-1806. Первоначально кандидат был найден в ходе анализа данных наземных обзоров неба Pan-STARRS1, DELS (DESI Legacy Imaging Surveys), VHS (VISTA Hemisphere Survey), а также каталога данных космического телескопа WISE, в дальнейшем были проведены спектроскопические наблюдения за квазаром при помощи системы радиотелескопов ALMA и телескопов «Джемини», обсерватории Кека и Магеллановых телескопов.

Красное смещение J0313-1806 составило z=7,642, это означает, что он существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял всего 670 миллионов лет. Он представляет собой ядро галактики, которая активно образует звезды со скоростью 200 масс Солнца в год. В ней уже накопились обширные запасы пыли общей массой 7×10⁷ масс Солнца. Болометрическая светимость квазара оценивается в 1,4×10⁴⁷ эрг в секунду, он содержит сверхмассивную чёрную дыру с массой (1,6±0,4)×10⁹ масс Солнца, активно поглощающую вещество.

Существование такой сверхмассивной черной дыры всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва накладывает серьезные ограничения на модели образования «зародышей» черных дыр. Кроме того, данные наблюдений показывают, что ранние черные дыры демонстрировали активные темпы роста, характеризующиеся большим коэффициентом Эддингтона. Астрономы считают, что J0313–1806 является идеальной целью для дальнейших, более детальных наблюдений при помощи системы ALMA и будущего космического телескопа «Джеймс Уэбб».