Международная команда астрономов наблюдала несколько древних квазаров (уже существовавших менее миллиарда лет после Большого взрыва), которые, как ни странно, находились в одиночестве. До сих пор астрономы, опираясь на модели, предполагали, что квазары всегда находятся в переполненных областях с большим количеством соседних галактик.

Об этом рассказывают OstanniPodii.com со ссылкой на Массачусетский технологический институт (MIT). Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal.

Квазары -- одни из самых ярких объектов во Вселенной, возникающие, когда сверхмассивные черные дыры в центрах галактик поглощают большое количество газа. Хотя наличие таких сверхмассивных черных дыр на таком раннем этапе истории Вселенной является удивительным, различные модели и симуляции показывают, что эти яркие квазары действительно могут иногда формироваться в регионах, густо населенных галактиками. Открытие этих одиноких квазаров бросает вызов этому предположению.

В этом исследовании под руководством Анны-Кристины Эйлерс (MIT) астрономы использовали космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), чтобы заглянуть на более чем 13 миллиардов лет назад и изучить космическое окружение пяти известных древних квазаров. Они обнаружили удивительное разнообразие в их окружении. В то время как некоторые находятся в очень плотных областях с более чем пятьюдесятью галактиками по соседству, как и предсказывали модели, другие, кажется, плавают в пустом пространстве с лишь несколькими заблудшими галактиками поблизости. Большой вопрос заключается в том, как такие объекты могли сформироваться так рано во Вселенной без значительного источника окружающего материала, который бы подпитывал их черные дыры.

"Некоторые квазары, кажется, стоят на ничейной земле", - говорит ведущий автор исследования Анна-Кристина Эйлерс. "Трудно объяснить, как эти квазары могли вырасти такими большими, если им нечем питаться". Дальнейшие исследования определят, действительно ли эти квазары настолько изолированы, или они окружены галактиками, которые скрыты от глаз благодаря пыли.

Элиа Пиццати из Лейденского университета объясняет: "Чтобы определить, могут ли квазары жить в редких и густонаселенных средах или нет, нам нужно знать, как выглядела эта среда в разные космические времена. Другими словами, нам нужно сравнить наши наблюдения квазаров и галактик с нашими теоретическими моделями пространственного распределения материи во Вселенной (космической паутиной)".

Такие сравнения можно сделать с помощью космологических симуляций, которые отражают эволюцию этой космической паутины на протяжении истории Вселенной. Не все симуляции подходят для этой задачи: чтобы охватить самые редкие и плотные среды, где, согласно теоретическим моделям, обитают квазары, симуляции должны охватывать огромные объемы и иметь достаточное числовое разрешение, чтобы захватить меньшие структуры, где ожидаются менее массивные галактики.

Для этого исследования была использована новая симуляция, разработанная в Лейденской обсерватории и Университете Дарема: FLAMINGO-10k. Она содержит более триллиона частиц, что делает ее одной из крупнейших симуляций в истории.

Соавтор исследования Джозеф Хеннави (Лейденская обсерватория) подытоживает: "Эти результаты важны, поскольку они могут научить нас, как сверхмассивные черные дыры росли в ранней Вселенной и какая связь существует между ростом сверхмассивных черных дыр и появлением ярких квазаров. Благодаря беспрецедентным возможностям JWST мы теперь можем изучать ранние квазары и галактики в деталях, немыслимых ранее".