Astronomové objevili dva velmi vzdálené dvojité kvasary

Astronomové nově objevili dvě dvojice kvasarů – J0749+2255 a J0841+4825 – existující před 10 miliardami roků a sídlící v jádrech kolidujících galaxií. Vyplývá to z pozorování skupiny vědců ze Spojených států amerických a z Japonska. Kvasary jsou velmi zářící objekty napájené černou dírou o hmotnosti až několika miliard hmotností Slunce. Jsou roztroušené napříč oblohou a byly mnohem hojnější v době před 10 miliardami roků. Tehdy docházelo často ke spojování galaxií, které přitom hostily černé díry. Proto se astronomové domnívali, že by v té době mohlo existovat mnoho dvojitých kvasarů.

Při pohledu zpět do doby před 10 miliardami roků do minulosti vesmíru astronomové objevili dvojici kvasarů, které jsou tak blízko jeden ke druhému, že na fotografiích pořízených pozemními teleskopy vypadají jako jeden objekt, avšak nikoliv při ostrém pohledu kamerou Hubbleova teleskopu. Astronomové se domnívají, že kvasary jsou tak velmi blízko u sebe, protože sídlí v jádrech dvou kolidujících galaxií. Vědecký tým objevil ještě další dvojici kvasarů v centru dalších dvou splývajících galaxií.

Kvasar je oslnivý zdroj intenzivního záření v centru vzdálené galaxie, který může přezářit celou galaxii. Je poháněn supermasivní černou dírou dychtivě pojídající okolní nahuštěnou hmotu, produkující gejzír záření.

„Kvasary představují vážný dopad na formování galaxií ve vesmíru,“ říká Nadia Zakamskaová, astrofyzička na Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins University. „Objevení takovýchto dvojitých kvasarů v rané etapě vývoje vesmíru je velmi důležité, protože nyní můžeme testovat naše dlouhodobé představy o tom, jak se černé díry a jejich hostitelské galaxie společně vyvíjely.“

Fotografie kvasarů J0749+2255 a J0841+4825 pořízené pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu HST ukazují, že jednotlivé kvasary v pozorovaných dvojicích jsou vzdáleny od sebe navzájem pouhých 10 000 světelných roků. V porovnání s tím je naše Slunce vzdáleno 26 000 světelných roků od supermasivní černé díry v centru naší Galaxie.

„Odhadujeme, že ve vzdáleném vesmíru připadá na každých 1 000 kvasarů jeden dvojitý kvasar. Objevení dvojitého kvasaru je jako nalezení jehly v kupce sena,“ říká hlavní autor článku Yue Shen z University of Illinois at Urbana-Champaign.

„Toto je skutečně první vzorek binárního kvasaru na vrcholu epochy formování galaxií, díky kterému si můžeme vytvořit představu o tom, jak se supermasivní černé díry spojovaly dohromady a nakonec vytvářely binární systémy,“ říká Nadia Zakamskaová.

Dvojice hostitelských galaxií nakonec rovněž splyne a v té době se budou kvasary postupně spojovat. Výsledkem tohoto procesu bude ještě hmotnější osamělá černá díra. Jasnost kvasarů kolísá v časovém měřítku od dnů po měsíce v závislosti na krmení jejich černé díry.

Vědecký tým rovněž použil data z astrometrické družice Gaia provozované Evropskou kosmickou agenturou ESA a z pozemního průzkumu Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

„Tato studie je důkazem koncepce, která ve skutečnosti demonstruje, že naše vyhledávání zaměřené na dvojité kvasary je velmi efektivní,“ říká Hsiang-Chih Hwang, postgraduální student na Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins University. „To otevírá nové směry, kde můžeme při výzkumu objevit více zajímavých systémů, které astronomové nebyli schopni pozorovat dosavadními technikami nebo je objevit v souborech dat.“

Objev byl popsán v článku publikovaném v časopise Nature Astronomy.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/two-double-quasars-09530.html a https://hubblesite.org/contents/news-releases/2021/news-2021-14

autor: František Martinek