Телескоп "Евклид" нашёл три десятка квазаров в ранней Вселенной: космические монстры, которые не должны были существовать

Европейская космическая обсерватория "Евклид", запущенная в июле 2023 года и приступившая к научной работе в начале 2024-го, сделала открытие, которое может перевернуть представления о ранней Вселенной. За первые полтора года основной научной программы телескоп обнаружил три десятка квазаров — активных ядер галактик, излучающих колоссальное количество света и тепла, — в ту эпоху, когда возраст Вселенной составлял всего 678-841 миллион лет. Результаты исследования опубликованы пресс-службой Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

Квазары представляют собой сверхмассивные чёрные дыры, активно поглощающие окружающую материю и испускающие при этом огромные потоки излучения. Массы этих объектов превышают солнечную в миллиарды раз. Однако их существование в столь ранней Вселенной ставит перед астрономами фундаментальный вопрос: каким образом чёрные дыры успели вырасти до таких размеров за считанные сотни миллионов лет после Большого взрыва? "Данные космические монстры каким-то образом возникли и существовали на самых ранних этапах жизни Вселенной, — заявил профессор UCSB Джозеф Хеннави. — Пока мы не можем сказать, как им удалось столь быстро достичь столь больших размеров. Открытие и изучение большого числа этих объектов даст нам шанс получить ответы на эти вопросы".

Открытие было сделано при анализе данных, собранных в рамках основной научной программы "Евклида". Телескоп оснащён широкоугольной оптической камерой VIS с разрешением 600 мегапикселей и инфракрасным спектрометром NISP, которые позволяют сканировать значительные участки неба в поисках самых далёких и тусклых объектов. Основная миссия обсерватории — изучение тёмной энергии и тёмной материи, однако её возможности оказались идеальными и для охоты на квазары ранней Вселенной.

Обнаруженные объекты находятся на расстоянии 12,9-13 миллиардов световых лет от Земли. Это означает, что мы видим их такими, какими они были, когда Вселенная только начинала формировать первые крупные галактики и скопления. Особенно примечателен квазар EUCL J172902.75+641018.1 в созвездии Дракона. Он является рекордно далёким из всех, что удалось зафиксировать "Евклиду": мы наблюдаем его в состоянии, в котором он находился всего через 678 миллионов лет после Большого взрыва.

Это открытие удвоило число известных квазаров, удалённых от нас как минимум на 12,96 миллиарда световых лет. По словам исследователей, обнаружение тридцати таких объектов за полтора года работы — лишь начало. Участники миссии прогнозировали, что телескопу удастся найти более ста подобных структур, и текущие результаты подтверждают этот оптимистичный прогноз.

Главная интрига заключается в том, что все обнаруженные квазары слишком массивны для своей эпохи. Стандартные модели роста чёрных дыр не позволяют объяснить, как объекты массой в миллиарды солнечных смогли сформироваться за несколько сотен миллионов лет. Это указывает на существование пока неизвестных механизмов, которые ускоряли рост чёрных дыр в ранней Вселенной. Возможно, они питались необычно большим количеством вещества, или же процесс аккреции шёл с гораздо большей эффективностью, чем считалось ранее.

Дальнейшие наблюдения "Евклида" помогут учёным не только расширить каталог древних квазаров, но и проследить эволюцию их свойств — как менялись их светимости, массы и структуры с течением времени. Эти данные могут пролить свет на то, как формировались первые галактики и как сверхмассивные чёрные дыры влияли на их развитие. Пока же факт остаётся фактом: в первые мгновения космической истории существовали объекты, которые современная физика не может объяснить. И "Евклид" только начал их находить.