Кредит изображения: SDSS
Самые далекие известные квазары показывают, что некоторые сверхмассивные черные дыры образовались, когда Вселенная составляла всего 6 процентов от ее нынешнего возраста, или около 700 миллионов лет после Большого взрыва.
Как черные дыры из нескольких миллиардов солнечных масс сформировались так быстро в самой ранней Вселенной, является одной загадкой, поднятой астрономами с помощью Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Они обнаружили 13 самых старых и самых далеких квазаров, которые были найдены.
«Мы надеемся удвоить это число в ближайшие три года», - сказал Сяохуэй Фан из обсерватории Стюардов Университета Аризоны в Тусоне.
Фан возглавлял команду SDSS, которая обнаружила далекие квазары, которые являются компактными, но светящимися объектами, которые, как полагают, питаются сверхмассивными черными дырами. Самый отдаленный квазар в созвездии Большой Медведицы находится на расстоянии около 13 миллиардов световых лет.
Самые древние квазары поднимают другие мучительные вопросы о ранней вселенной. Фан говорил об этом сегодня (13 февраля) на ежегодном собрании Американской ассоциации развития науки в Сиэтле.
Детская вселенная была водородом и гелием.
«Но мы видим много других элементов вокруг этих ранних квазаров», - сказал Фан. «Мы видим признаки углерода, азота, железа и других элементов, и неясно, как эти элементы попали туда. Количество железа, пропорциональное численности этих ранних систем, равно количеству железа в соседних зрелых галактиках ».
Астрономы оценивают текущий возраст Вселенной в 13,7 миллиардов лет. Квазары в ранней Вселенной выглядели такими же зрелыми, как близлежащие галактики, которые, подобно Млечному Пути, образовались через пару миллиардов лет после большого взрыва.
Кроме того, радиоастрономы, сотрудничающие с исследователями SDSS, обнаружили монооксид углерода, ключевой компонент молекулярных облаков, вблизи древних квазаров.
Все это свидетельствует о том, что первые зрелые галактики образовались вместе с древними сверхмассивными черными дырами в самой ранней Вселенной.
Хотя космологи не паникуют, им нужно уточнить теорию, чтобы прояснить, что происходит.
Фан и его коллеги полагают, что самые старые квазары могут быть использованы для исследования конца Космического темного века и начала Космического Ренессанса.
В так называемые Космические темные века Вселенная была холодным, непрозрачным местом без звезд. Затем наступил критический этап, когда Вселенная прошла быстрый переход. Первые галактики и квазары сформировались в Космическом Ренессансе, нагревая вселенную, чтобы она стала местом, которое мы видим сегодня.
Фан и его коллеги считают, что некоторые из их самых старых известных квазаров могут охватывать критический переход.
«Наши наблюдения показывают, что во время этого перехода мы можем видеть, что атомный водород становится полностью ионизированным. Этот процесс ионизации был одним из важных процессов, происходящих в течение первого миллиарда лет ».
Текущие наблюдения только начали раскрывать, когда и как произошел этот процесс ионизации. Данные от далеких квазаров в сочетании с другими данными, такими как космический микроволновый фон, который является реликтовым излучением большого взрыва, начнут проверять теорию о том, как появились первые галактики во Вселенной, сказал Фан.
По словам Фэна, космическому телескопу с большой апертурой, 6,5-метровому космическому телескопу Джеймса Вебба, НАСА, может понадобиться, чтобы по-настоящему исследовать то, что произошло между Космическим темным веком и Космическим ренессансом.
Фэн отметил, что оптические / инфракрасные наземные телескопы не могут обнаружить объекты, смещенные в красную сторону, намного выше 6,5. Водяной пар в атмосфере Земли поглощает более длинные инфракрасные волны, поэтому потребуется космический телескоп, возможно, с апертурой, большей, чем у телескопа Спитцера НАСА, который сейчас вращается вокруг Земли, для исследования объектов с красным смещением 7, 8 или 10 в подробно, сказал Фан.
(Так называемое красное смещение - это явление, пропорциональное скорости движения небесного объекта от Земли. Линии в его спектре смещаются в сторону более длинных красных волн. Астрономы теперь считают, что самые отдаленные объекты удаляются от Земли с самыми высокими скоростями, поэтому чем дальше находится объект, тем больше его повторное смещение.)
Источник: UA News Release
