Астрономи помітили дві активні чорні діри, які зливаються на найвіддаленішій відстані — лише через 900 мільйонів років після Великого вибуху. Це перший випадок, коли дві яскраві надмасивні чорні діри були помічені під час космічного світанку.
Космічний світанок – це час, що охоплює перший мільярд років існування Всесвіту. У цей період, приблизно через 400 мільйонів років після Великого вибуху, почалася Епоха реіонізації, під час якої світло від новонароджених зірок позбавило водень їхніх електронів, що призвело до фундаментальної зміни структури галактик.
«Існування квазарів, що зливаються в епоху реіонізації, передбачалося протягом тривалого часу». Про це заявив провідний автор дослідження Йошікі Мацуока, астроном з університету Ехіме в Японії. «Тепер це вперше підтверджено».
Дослідники опублікували свої висновки 5 квітня в The Astrophysical Journal Letters.
Чорні діри народжуються в результаті колапсу гігантських зірок і ростуть, безперервно поглинаючи газ, пил, зірки та інші чорні діри в галактиках, що містять їх, що утворюють зірки. Якщо вони стають достатньо великими, тертя спричиняє нагрівання матеріалу, що обертається по спіралі в пащі чорних дір, і вони перетворюються на квазари, скидаючи свої газові кокони вибухами світла, які в трильйон разів яскравіші за найяскравіші зірки.
Оскільки світло поширюється з фіксованою швидкістю через космічний вакуум, чим глибше вчені дивляться у Всесвіт, тим віддалене світло вони перехоплюють і тим далі в часі бачать.
Попереднє моделювання космічного світанку показало, що хвилясті хмари холодного газу могли об’єднатися в гігантські зірки, які були приречені на швидкий колапс, утворюючи чорні діри. У міру зростання Всесвіту ці перші чорні діри, можливо, швидко злилися з іншими, щоб засіяти ще більші надмасивні чорні діри по всьому космосу.
Раніше в епоху реіонізації було знайдено приблизно 300 квазарів, але ці нещодавно відкриті квазари є першими, які були виявлені в парі. Дослідники знайшли їх за допомогою камери Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru, на якій вони виглядали як дві слабкі червоні плями серед блискучого фону галактик і зірок.
Потім астрономи провели спектроскопічне зображення та підтвердили, що джерелом світла є пара спіральних квазарів. Дослідники кажуть, що їх відкриття допоможе їм зрозуміти, як потужні промені світла квазарів виліпили структури Всесвіту, який ми бачимо сьогодні.
«Статистичні властивості квазарів в епоху реіонізації говорять нам про багато речей, таких як прогрес і походження реіонізації, утворення надмасивних чорних дір під час космічної зорі та найдавніша еволюція галактик-господарів квазарів», — сказав Мацуока.