Команда астрономов на базе Аризонского университета обнаружила самый далёкий квазар J0313-1806, расположенный в 13,03 миллиарда световых лет от Земли.
Согласно расчётам астрономов, квазар J0313-1806 полностью сформировался спустя всего 670 миллионов лет после Большого взрыва, когда Вселенная прожила менее 5% своего возраста. Квазары – это активные ядра галактик, одни из самых ярких астрономических объектов. Источником чрезвычайно мощного свечения является аккреционный диск, окружающий сверхмассивную чёрную дыру внутри квазара. Воздействие чёрной дыры изменяет поведение не только свободной звёздной пыли или газов, но и целых звёзд. В случае объекта J0313-1806 масса чёрной дыры составляет около 1,6 миллиарда солнечных масс – вдвое больше, чем у прошлого рекордного квазара J1342+0928, открытого астрономами около трёх лет назад: он расположен примерно на 20 миллионов световых лет ближе к Земле.
J0313-1806 не просто самый далёкий квазар, известный современной науке, но, соответственно, и самый ранний. На его примере учёные впервые зафиксировали активное взаимодействие между квазаром и его домашней галактикой. Оно проявляется в мощнейшем квазарном ветре – потоке горячей материи, которая исходит от сверхмассивной чёрной дыры в центре квазара со скоростью около 60 000 000 м/с (20% от скорости света). Параллельно квазарному ветру в родной галактике квазара J0313-1806 наблюдается чрезвычайно интенсивное звездообразование. Согласно данным наблюдения, темпы превращения газа в звёзды достигают 200 солнечных масс в год. Для сравнения, в Млечном Пути, который почти в 10 раз крупнее домашней галактики далёкого квазара, этот показатель составляет всего 3 солнечных массы.
По каким-то причинам данная галактика уже длительное время находится в фазе вспышки звездообразования, однако рано или поздно запасы холодных молекулярных газов, необходимых для формирования звёзд, подойдут к концу. К тому же интенсивный поток раскалённой плазмы, исходящей из квазара, только способствует выведению холодных газов из центра галактики, тем самым постепенно замедляя процесс звездообразования. По мнению исследователей, именно активность сверхмассивных чёрных дыр служит «тормозным механизмом» для роста и развития галактик. Постепенно угаснет и сама чёрная дыра, когда вокруг неё не останется питательной материи: не исключено, что уже сейчас квазар выглядит совершенно иначе, ведь его свету понадобилось более 13 миллиардов лет, чтобы достигнуть Земли.
Не менее интригующим для исследователей остаётся вопрос формирования невероятно крупной сверхмассивной чёрной дыры на столь раннем этапе развития Вселенной. Существуют две модели образования подобных объектов. Согласно первой модели, первое поколение массивных звёзд молодой галактики, состоящих преимущественно из водорода, становятся кормушкой для зарождающейся чёрной дыры. Вторая модель описывает гравитационный коллапс плотных звёздных кластеров на заре их существования. Впрочем, учёные считают, что завидные габариты сверхмассивной чёрной дыры квазара J0313-1806 невозможно объяснить ни одним из традиционных сценариев. Согласно расчётам астрономов, чтобы достичь 1,6 миллиарда солнечных масс, уже на момент зарождения примерно спустя 100 миллионов лет после Большого взрыва «зерно» чёрной дыры должно было весить как минимум 10 000 солнечных масс.
Учёные предполагают вероятность существования особого механизма формирования сверхмассивных чёрных дыр в ранней Вселенной. Согласно гипотезе исследователей, он не требовал наличия полноценных водородных звёзд в качестве сырья и заключался в прямом коллапсе невероятного количества первородного холодного молекулярного газа. Каким бы ни был этот таинственный механизм, квазар J0313-1806 представляет собой уникальный астрономический объект, исследование которого позволит учёным ещё немного приблизиться к пониманию того, как зарождалась наша Вселенная. Исследователи ожидают, что по мере совершенствования существующих научных инструментов нашим глазам будет открываться всё больше любопытных деталей. Прежде всего их интересует внутренняя структура квазара и потоков квазарного ветра, а также масштабы его влияния на эволюцию галактики. Кроме того, в дальнейшем астрономы надеются отыскать больше квазаров из того же временного периода.
