Астрономи виявили найдавнішу компактну пару квазарів

11 листопада 2026 р. 12:10

11 листопада 2026 р. 12:10

Міжнародна команда астрономів оголосила про відкриття Nāpōwawāʻenakaulua — найстарішої та найвіддаленішої компактної пари квазарів, відомої на сьогодні. Об’єкт існував уже лише через приблизно 900 мільйонів років після Великого вибуху, що робить його рекордним для такої системи. Про результати повідомляє Newswise Science News .

Квазари — це надзвичайно яскраві ядра галактик, у центрі яких активно «живляться» надмасивні чорні діри. У Nāpōwawāʻenakaulua таких чорних дір дві, і вони розділені лише на відстань близько 18 100 світлових років — приблизно одна п’ята діаметра Чумацького Шляху.

Рекордно масивні чорні діри надто рано

Система має каталожну назву J1602+4228AB і перебуває в епосі, яку астрономи називають «космічною зорею» — часом формування перших зір, галактик та надмасивних чорних дір. Попри таку ранню епоху, маси чорних дір у парі вже досягли приблизно 1,5 мільярда та 400 мільйонів мас Сонця.

За словами керівниці дослідження Сільвії Онорато (Silvia Onorato) з NSF NOIRLab, наразі немає переконливої теоретичної моделі, яка б пояснювала появу настільки великих надмасивних чорних дір, а тим більше їхньої пари, на такому ранньому етапі існування Всесвіту. Вік Всесвіту в момент, коли ми «бачимо» Nāpōwawāʻenakaulua, становив лише приблизно одну тринадцяту від сучасного.

Як вдалося знайти таку рідкісну пару

Відкриття стало можливим завдяки поєднанню даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) та 8-метрового наземного телескопа Gemini North, який розташований на згаслому вулкані Маунакеа на Гаваях. Сухе й стабільне повітря над Маунакеа та відсутність світлового забруднення дали змогу розрізнити надзвичайно близько розташовані джерела світла, що з Землі зазвичай майже неможливо.

Nāpōwawāʻenakaulua вперше привернула увагу в межах оглядової програми Aether на телескопі Джеймса Вебба, яку очолює Емануеле Паоло Фаріна (Emanuele Paolo Farina). За допомогою ближнього інфрачервоного спектрографа JWST було зібрано зразок із 200 квазарів, що становить близько 43% усіх відомих квазарів цієї ранньої епохи. Під час візуальної перевірки даних астрономи помітили, що квазар J1602+4228A має дуже близького компаньйона.

Подальші спостереження на Gemini North з інфрачервоним спектрографом GNIRS дали змогу розділити пару на два окремі об’єкти — компоненти A та B. Другий квазар настільки тьмяний і близький до першого, що відокремити їх із Землі вдалося лише завдяки ідеальним атмосферним умовам. Команда змогла зібрати необхідні дані всього за дві ночі.

Щоб перевірити, чи не є ця пара результатом гравітаційного лінзування (коли масивний об’єкт перед квазаром «роздвоює» його зображення), астрономи використали ще один інструмент — багатоб’єктний спектрограф GMOS. Відмінності у формах спектрів двох джерел свідчать, що це справжня фізична пара, хоча остаточне відкидання сценарію лінзування потребує детальної моделі.

Що квазари розповідають про ранній Всесвіт

Перший мільярд років після Великого вибуху був часом бурхливого збирання космічних структур. Гало темної матерії стискалися, галактики запускали перші покоління зір, а в їхніх центрах формувалися перші надмасивні чорні діри. У ході зіткнень і злиттів галактик чорні діри отримували великі потоки газу й зір, частина їхньої маси перетворювалася на енергію, і вони спалахували як квазари — об’єкти, що за яскравістю перевершують усі зорі своєї галактики.

Астрономи вважають, що взаємодії та злиття галактик — доволі поширене явище, тому пар квазарів у Всесвіті має бути багато. Однак виявити їх надзвичайно складно: «квазарна фаза» триває недовго, об’єкти дуже далекі й тьмяні, а їхня мала відстань один від одного робить розділення пари технічно важким.

Nāpōwawāʻenakaulua є лише третьою відомою парою квазарів у період «космічної зорі» й водночас найбільш компактною з відомих у цей час. Її екстремальна маса та ранній вік кидають виклик сучасним моделям формування великомасштабних структур і росту надмасивних чорних дір.

Унікальне середовище та гавайська назва

Команда дослідників припускає, що ця подвійна система може позначати ділянку особливо високої густини матерії в ранньому Всесвіті. У такому середовищі взаємодії галактик могли одночасно підживлювати як активне зростання чорних дір, так і інтенсивне зореутворення. На думку вчених, Nāpōwawāʻenakaulua — своєрідна лабораторія для вивчення того, як збиралися перші масивні галактики та їхні центральні чорні діри.

Назву Nāpōwawāʻenakaulua («Два небесні тіла бездонної могутньої темряви у сяйві жару, що перевтілює енергію у Всесвіт») створено в межах гавайської програми A Hua He Inoa за участю ʻImiloa Astronomy Center та Гавайського коледжу мови Ka Haka ʻUla O Keʻelikōlani. У ній поєднані слова, що символізують надмасивні чорні діри (Pō — «бездонна темрява»), яскраве випромінювання речовини, яка на них падає (ʻEna — «сяйво жару»), а також той факт, що йдеться саме про пару квазарів (Kaulua — «подвійний»).

Дослідники сподіваються, що подальші спостереження подібних систем допоможуть уточнити теорії росту надмасивних чорних дір і краще зрозуміти, як Всесвіт пройшов від перших зоряних вогників до складних структур, які ми спостерігаємо сьогодні.

Наука