Fúzující kvasary ve velice mladém vesmíru, který měl v té době pouhých 900 miliónů let!

Od prvního okamžiku po velkém třesku se vesmír rozpíná. To znamená, že raný vesmír byl podstatně menší a brzy zformované galaxie měly větší pravděpodobnost vzájemného působení a slučování. Sloučení galaxií podněcuje tvorbu kvasarů - extrémně svítivých galaktických jader, kde plyn a prach padající do centrální supermasivní černé díry vyzařují obrovské množství světla. Takže při pohledu zpět na raný vesmír by astronomové očekávali, že najdou mnoho párů kvasarů, protože jejich hostitelské galaxie procházejí slučováním. Byli však překvapeni, že nenašli vůbec žádné - až dosud.

Tým astronomů objevil dvojici splývajících kvasarů, které vznikly pouhých 900 milionů let po velkém třesku. Nejen, že se jedná o nejvzdálenější pár splývajících kvasarů, který byl kdy nalezen, ale také o první potvrzený pár v období historie vesmíru známé jako kosmický úsvit.

Kosmický úsvit trval od asi 50 milionů let do jedné miliardy let po velkém třesku. Během tohoto období se začaly objevovat první hvězdy a galaxie, které poprvé naplnily temný vesmír světlem. Zrod prvních hvězd a galaxií odstartoval novou éru ve formování vesmíru známou jako epocha reionizace.

Epocha reionizace, která se odehrála v rámci kosmického úsvitu, byla obdobím kosmologického přechodu. Počínaje zhruba 400 miliony let po Velkém třesku se ultrafialové světlo prvních hvězd, galaxií a kvasarů šířilo vesmírem, interagovalo s mezigalaktickým prostředím a zbavovalo prvotní vodíkové atomy vesmíru jejich elektronů v procesu známém jako ionizace . Epocha reionizace byla kritickou epochou v historii vesmíru, která znamenala konec temného věku vesmíru a dala vzniknout velkým strukturám, které dnes pozorujeme v našem místním vesmíru.

Aby porozuměli roli, kterou kvasary hrály během epochy reionizace, astronomové se snaží o nalezení a studium kvasarů tohoto raného období. Statistické vlastnosti kvasarů v epoše reionizace nám říkají mnoho věcí, jako je průběh a původ reionizace, vznik supermasivních černých děr během kosmického úsvitu a nejranější evoluce hostitelských galaxií - kvasarů.

V epoše reionizace bylo dosud objeveno asi 300 kvasarů, ale žádný z nich nebyl nalezen v páru. To dokud Matsuoka a jejich tým neprohlíželi snímky pořízené pomocí Hyper Suprime-Cam na dalekohledu Subaru a jejich pozornost upoutala slabá červená skvrna. "Při prověřování snímků kandidátů na kvasar jsem si všiml dvou podobně a extrémně červených zdrojů vedle sebe," řekl Matsuoka. "Objev byl čistě náhodný."

Tým si nebyl jistý, že jde o kvasarový pár, protože vzdálení kandidáti na kvasar jsou kontaminováni řadou dalších zdrojů, jako jsou hvězdy v popředí, galaxie a nebo působení gravitační čočky. Aby tým potvrdil povahu těchto objektů, provedl následnou spektroskopii pomocí kamery a spektrografu pro slabé objekty (FOCAS) na dalekohledu Subaru a blízkého infračerveného spektrografu Gemini (GNIRS) na Gemini North. Spektra, která rozkládají vyzařované světlo ze zdroje na jeho dílčí vlnové délky, získaná pomocí GNIRS, byla zásadní pro charakterizaci povahy kvasarového páru a jejich hostitelských galaxií.

"Z pozorování GNIRS jsme se dozvěděli, že kvasary jsou příliš slabé na to, aby je bylo možné detekovat v blízké infračervené oblasti, dokonce i s jedním z největších dalekohledů na zemi," řekl Matsuoka. To týmu umožnilo odhadnout, že část světla detekovaného v rozsahu optických vlnových délek nepochází ze samotných kvasarů, ale z probíhající tvorby hvězd v jejich hostitelských galaxiích. Tým také zjistil, že dvě černé díry jsou ohromné, každá je 100 milionkrát hmotnější než Slunce. To, spolu s přítomností plynového mostu táhnoucího se mezi dvěma kvasary, naznačuje, že oni a jejich hostitelské galaxie procházejí slučováním.

Epocha reionizace je přechodem mezi nejranějšími strukturami kosmu s komplexním vesmírem, který pozorujeme o miliardy let později. Studiem vzdálených objektů z tohoto období astronomové získají cenný vhled do procesu reionizace a vzniku prvních objektů ve vesmíru. Další objevy, jako je tento, mohou být na obzoru s Legacy Survey of Space and Time (LSST), která má zahájit činnost v roce 2025 a je připravena detekovat miliony kvasarů.

• Zdroj: International Gemini Observatory and Subaru Combine Forces to Discover First Ever Pair of Merging Quasars at Cosmic Dawn

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.