|
Неуместные объекты, которые не должны существовать
|
|
|
|
Астрономы говорят, что открытие дрейфующих квазаров из ранней Вселенной бросает вызов нашему пониманию того, как могли сформироваться эти массивные, светящиеся и чрезвычайно удаленные объекты, согласно новым данным, полученным с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА.
|
|
|
|
Квазары - это чрезвычайно яркие небесные объекты, которые, как полагают, обладают массивными черными дырами, и некоторые современные теории предполагают, что они могут играть значительную роль в эволюции галактик.
|
|
|
|
Многие из этих объектов расположены в окрестностях галактики, где десятки квазаров сосуществуют рядом друг с другом в так называемых “квазарных полях”. Однако известно, что некоторые из этих объектов также существуют гораздо дальше от галактик, с которыми их обычно ассоциируют.
|
|
|
|
|
|
|
Теперь, согласно новым выводам астрономов, использующих данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, некоторым из этих “одиноких квазаров”, по-видимому, более 13 миллиардов лет, что поднимает интригующие вопросы о том, как они могли сформироваться в столь ранний период во Вселенной.
|
|
|
|
Вопросы о квазарах
|
|
|
|
Некоторые из самых ранних квазаров, обнаруженных астрономами и относящихся к числу самых ярких объектов, когда-либо наблюдавшихся во Вселенной, появились спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Это сложное открытие для астрономов, учитывая, что раннее появление этих объектов, по-видимому, не объясняет, как они могли стать такими массивными и яркими за относительно короткий период времени, с космической точки зрения.
|
|
|
|
Существующие теории утверждают, что некоторые из этих ранних квазаров могли представлять собой области, где когда-то существовали плотные области первичной материи, способные питать эти объекты. Это наблюдение также может объяснить появление “полей квазаров”, где эти светящиеся объекты сосуществуют со скоплениями близлежащих галактик меньшего размера.
|
|
|
|
Все это, по-видимому, противоречит новым наблюдениям, проведенным группой исследователей Массачусетского технологического института, которые утверждают, что некоторые из этих древних небесных объектов появляются в регионах, где поблизости нет свидетельств наличия богатой веществом галактической среды, которая, вероятно, потребовалась бы для их формирования.
|
|
|
|
Заглянув назад во времени, чтобы увидеть отдаленные области Вселенной такими, какими они выглядели около 13 миллиардов лет назад, команда исследовала ряд ранних квазаров и прилегающих к ним областей, которые выявили нечто удивительное: некоторые из них оказались довольно удаленными от любых близлежащих источников массы, способных питать сверхмассивные черные дыры они подозреваются в содержании.
|
|
|
|
“Вопреки распространенному мнению, мы обнаружили, что в среднем эти квазары не обязательно находятся в областях ранней Вселенной с самой высокой плотностью”, - говорит Анна-Кристина Эйлерс, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института и один из членов исследовательской группы.
|
|
|
|
Эйлерс сказала, что ей и ее коллегам трудно понять, как могли образоваться эти “одинокие” квазары, не говоря уже о том, что могло привести их к таким большим размерам в отсутствие каких-либо окружающих источников материи.
|
|
Галактики, скрывающиеся у всех на виду
|
|
|
|
Одна из версий того, как могли образоваться эти небесные гиганты, которую выдвигают астрономы, заключается в том, что поблизости все-таки могут быть галактики, но которые скрыты от глаз большим количеством космического мусора.
|
|
|
|
Пять из недавно обнаруженных квазаров являются одними из самых старых из когда-либо наблюдавшихся, и поскольку сверхмассивные черные дыры обеспечивают их энергией, в миллиард раз превышающей солнечную, и производят в триллионы раз больше света, для их питания должен существовать значительный источник вещества.
|
|
|
|
Изучая изображения пяти объектов, полученные с августа 2022 года, было составлено несколько “мозаичных” изображений, на которых было показано поле каждого квазара. Дополнительные измерения света на нескольких длинах волн позволили Эйлерсу и его команде различать объекты и определять расстояния между галактиками и их центральным квазаром.
|
|
|
|
Несмотря на их яркость, Эйлерс сказала, что она и ее команда не смогли бы обнаружить древний свет от этих удаленных объектов без мощных приборов космического телескопа Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
“Впервые JWST позволил нам взглянуть на окружающую среду этих квазаров, где они выросли и на что были похожи их окрестности”, - сказал Эйлерс в своем заявлении.
|
|
|
|
“Мы обнаружили, что единственное различие между этими пятью квазарами заключается в том, что их окружение выглядит совершенно по-разному”, - говорит Эйлерс. “Например, вокруг одного квазара находится почти 50 галактик, в то время как вокруг другого всего две”.
|
|
|
|
Эйлерс сказала, что она и ее команда были удивлены, увидев квазары одинакового размера и яркости в таких совершенно разных условиях, наблюдения, которые поднимают важные вопросы о нашем понимании Вселенной.
|
|
Все не так, как кажется на первый взгляд
|
|
|
|
Из наблюдений команды ученых вытекает астрономическая проблема, поскольку для учета присутствия квазаров в ранней Вселенной требуются большие источники вещества для их подпитки. Однако более 13 миллиардов лет назад космические процессы, которые, по мнению астрономов, привели бы к накоплению вещества, были необходимы для того, чтобы образовались такие крупные небесные объекты, не успели произойти.
|
|
|
|
Неотъемлемой частью процессов, которые привели к накоплению материи с течением времени, является темная материя - давно предполагаемый несветящийся материал, который, как полагают, населяет нашу Вселенную. После Большого взрыва темная материя, вероятно, начала объединяться в нити, которые создали пути для накопления газа, притягиваемого создаваемой ими гравитацией. Области с наибольшей плотностью, возникающие в результате таких процессов, - это то место, где, по крайней мере теоретически, должны появляться квазары.
|
|
|
|
Элия Пиццати, аспирант Лейденского университета и один из соавторов исследования, говорит, что такие идеи, связанные с темной материей, вероятно, являются обоснованными и, по-видимому, соответствуют моделированию, которое она и ее коллеги могут сопоставить с их собственными недавними наблюдениями.
|
|
|
|
“Сравнивая наши наблюдения с этими моделированиями, мы можем определить, где в космической паутине расположены квазары”, - сказал Пиццати.
|
|
|
|
“Главный вопрос, на который мы пытаемся ответить, заключается в том, как образуются эти черные дыры массой в миллиарды солнечных масс в то время, когда Вселенная еще очень, очень молода?” Сказал Эйлерс, и это наблюдение имеет глубокие последствия с точки зрения нашего понимания Вселенной и ее эволюции. Если современные теории по большей части верны, то присутствие “одиноких” квазаров представляет собой значительную астрономическую загадку. С другой стороны, их присутствие может также означать, что в нашем понимании космоса есть что-то неполное.
|
|
|
|
“Наши результаты показывают, что по-прежнему не хватает значительной части головоломки о том, как растут эти сверхмассивные черные дыры”, - сказал Эйлерс в недавнем заявлении.
|
|
|
|
“Если вокруг недостаточно материала для того, чтобы некоторые квазары могли непрерывно расти, это означает, что должен быть какой-то другой способ их роста, который нам еще предстоит выяснить”.
|
|
|
|
Источник
|
