Вероятность успеха заставит букмекера Вегаса сесть и заметить. Но с вероятностью один на 10 миллионов астрономы, исследующие небо, обнаружили группу из четырех плотно упакованных квазаров в одной из самых отдаленных частей Вселенной. Редкой группировкой может быть зарождающийся галактический кластер, и его необычно холодная газовая колыбель может подтолкнуть к переосмыслению того, как мы моделируем раннюю вселенную.
Связанный контент
- Что такое вселенная? Реальная физика имеет некоторые изумительные ответы
Квазары являются одними из самых ярких известных объектов - согласно НАСА, каждый из них выделяет больше энергии, чем 100 зрелых галактик вместе взятых. Но квазары находятся только в дальних уголках вселенной и их нельзя увидеть невооруженным глазом. Из-за времени, которое требуется свету, чтобы путешествовать так далеко, обнаружение таких отдаленных объектов сродни тому, что мы видим в прошлом, поэтому астрономы считают, что квазары - это семена молодых галактик, приводимые в действие газами, падающими в сверхмассивные черные дыры в их ядрах. Когда вещество падает внутрь и приближается к скорости света, оно испускает излучение, которое мы можем уловить с помощью телескопов.
Фаза квазара не длится долго, только около одной тысячной части жизни галактики. После этого яркость уменьшается по мере замедления притока вещества, говорит руководитель исследования Джозеф Хеннави, астрофизик из Института Макса Планка в Германии. Видеть любые два квазара близко друг к другу, в то время как они все еще яркие, - непростое дело, поэтому его команда не была уверена, что они найдут, когда они собираются исследовать квазары с помощью обсерватории WM Keck на Гавайях. К их удивлению, они быстро определили четыре из них в космической близости. Квартет спрятан в области неба менее 600 000 световых лет в поперечнике, которая находится на расстоянии около 10 миллиардов световых лет от Земли.
«Авторы нашли это, исследуя окружающую среду только 29 ярких квазаров, - говорит Мишель Тренти, старший преподаватель Школы физики Мельбурнского университета. «Таким образом, по номинальной стоимости это похоже на выигрыш в лотерею с горсткой билетов».
Это не все, что было странно в этом квазар-квартете. Четверка была найдена в облаке холодного темного газа, и наблюдения группы предполагают, что подобные облака окружают около 10 процентов из десятков тысяч известных квазаров. Это странно, потому что согласно современным теориям квазары в таких группах должны быть окружены горячей плазмой или ионизированным газом при температуре около 10 миллионов градусов.
«Это означает, что существует некоторый физический процесс, который модели не фиксируют», - говорит Хеннави, чья команда сообщает об открытии на этой неделе науки .
Это изображение телескопа Кека показывает область пространства, занятую редким квартетом квазаров, причем каждый квазар обозначен стрелками. Квазары заключены в гигантскую туманность из холодного плотного газа, видимого здесь как голубая дымка. (Hennawi & Arrigoni-Battaia, MPIA) Так, что происходит? Область, которую наблюдали астрономы, имеет гораздо больше галактик, чем другие регионы, что указывает на то, что квартет квазаров может представлять ранние стадии формирования скопления галактик. Галактические скопления являются одними из самых больших объектов во Вселенной, их размеры измеряются сотнями миллионов световых лет. Млечный Путь, например, является частью скопления из 54 галактик, называемого Местной Группой, длина которого составляет около 10 миллионов световых лет.
Выяснение того, как эти необычные квазарные группировки могут помочь нам понять, как вселенная росла и развивалась - сродни прослеживанию роста плода во взрослого, чтобы мы могли понять, как популяция формируется. По словам Хеннави, может помочь освоение компьютерного моделирования, которое ученые используют для тестирования моделей ранней вселенной. Одна проблема, однако, заключается в том, что моделирование должно охватывать широкий диапазон масштабов, от сотен миллионов световых лет до нескольких тысяч. «Это большой динамический диапазон», - говорит Хеннави. Квазары - это относительно небольшие объекты, каждый размером с нашу солнечную систему, поэтому одной модели может быть сложно показать, как они вписываются в общую картину.
Например, возможно, что многие близко расположенные протогалактики столкнулись и извергли газ в регионе, создав гигантское облако, заполненное квазаром. Но это все еще не очень хорошо объясняет температуру газа. К счастью, это, вероятно, не единственный квартет такого рода во вселенной, и отслеживание других поможет астрономам выяснить, как они формируются. «Теперь, когда такая туманность найдена, мы знаем, как ее увидеть», - говорит Хеннави.
