Wczesny wszechświat był “hałaśliwym” miejscem, w którym galaktyki często wpadały na siebie, a nawet łączyły się ze sobą. Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz innych obserwatoriów kosmicznych i naziemnych, astronomowie badający te zmiany dokonali nieoczekiwanego i rzadkiego odkrycia: pary grawitacyjnie związanych kwazarów, które płoną wewnątrz dwóch łączących się galaktyk. Istniały, gdy wszechświat miał zaledwie 3 miliardy lat.
Kwazary są jasnymi obiektami zasilanymi przez żarłoczne, supermasywne czarne dziury, wyrzucające dzikie fontanny energii, gdy pochłaniają gaz, pył i wszystko inne w ich grawitacyjnym uścisku.
Znalezienie bliskich podwójnych kwazarów jest stosunkowo nowym obszarem badań, który rozwinął się w ciągu ostatnich 10 do 15 lat. Dzisiejsze potężne nowe obserwatoria pozwoliły astronomom zidentyfikować przypadki, w których dwa kwazary są aktywne w tym samym czasie i są na tyle blisko, że ostatecznie się połączą. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że duże galaktyki powstają w wyniku fuzji. Mniejsze systemy łączą się, tworząc większe systemy i coraz większe struktury. Podczas tego procesu powinny powstawać pary supermasywnych czarnych dziur w łączących się galaktykach.
Było to poszukiwanie igły w stogu siana, które wymagało połączonej mocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i obserwatoriów W.M. Kecka na Hawajach. Obserwacje na wielu długościach fali z Międzynarodowego Obserwatorium Gemini na Hawajach, Karl G. Jansky Very Large Array z NSF w Nowym Meksyku oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra również przyczyniły się do zrozumienia dynamicznego duetu. Obserwatorium kosmiczne Gaia należące do ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej) pomogło zidentyfikować ten podwójny kwazar.
Hubble pokazuje jednoznacznie, że jest to rzeczywiście prawdziwa para supermasywnych czarnych dziur, a nie dwa obrazy tego samego kwazara utworzone przez soczewkę grawitacyjną na pierwszym planie. Hubble pokazuje cechę pływową z połączenia dwóch galaktyk, gdzie grawitacja zniekształca kształt galaktyk tworzących dwa ogony gwiazd.
Jednak sama ostra rozdzielczość Hubble’a nie jest wystarczająco dobra, aby szukać tych podwójnych latarni świetlnych. Naukowcy wykorzystali Gaię, która wystartowała w 2013 roku, aby wskazać potencjalnych kandydatów na podwójne kwazary. Gaia bardzo precyzyjnie mierzy pozycje, odległości i ruchy pobliskich ciał niebieskich. Ale w nowatorskiej technice można go wykorzystać do eksploracji odległego wszechświata. Ogromna baza danych Gai może być wykorzystana do poszukiwania kwazarów, które naśladują pozorny ruch pobliskich gwiazd. Kwazary pojawiają się jako pojedyncze obiekty w danych Gaia, ponieważ znajdują się tak blisko siebie. Jednak Gaia może wychwycić subtelne, nieoczekiwane “drganie”, które naśladuje widoczną zmianę pozycji niektórych kwazarów, które obserwuje.
W rzeczywistości kwazary nie poruszają się w przestrzeni w żaden mierzalny sposób. Zamiast tego ich drgania mogą być dowodem przypadkowych fluktuacji światła, ponieważ każdy członek pary kwazarów zmienia jasność w skali od dni do miesięcy, w zależności od harmonogramu karmienia czarnej. Ta naprzemienna jasność między parą kwazarów jest podobna do widzenia sygnału przejazdu kolejowego z daleka. Ponieważ światła po obu stronach stacjonarnego sygnału na przemian, znak daje złudzenie “drżenia”.
Innym wyzwaniem jest to, że ponieważ grawitacja zakrzywia przestrzeń jak lustro funhouse, galaktyka na pierwszym planie może podzielić obraz odległego kwazara na dwie części, tworząc iluzję, że tak naprawdę jest to para podwójna. Teleskop Kecka został użyty, aby upewnić się, że nie ma soczewkującej galaktyki pomiędzy nami a podejrzanym podwójnym kwazarem.
Ponieważ Hubble zagląda w odległą przeszłość, ten podwójny kwazar już nie istnieje. W ciągu 10 miliardów lat ich galaktyki macierzyste prawdopodobnie osiadły w gigantycznej galaktyki eliptycznej, podobnej do tych widzianych obecnie we wszechświecie lokalnym. Kwazary połączyły się, tworząc gigantyczną, supermasywną czarną dziurę w jej centrum. Pobliska gigantyczna galaktyka eliptyczna, M87, ma monstrualną czarną dziurę o masie 6,5 miliarda mas Słońca. Być może ta czarna powstała z jednego lub więcej fuzji galaktyk w ciągu ostatnich miliardów lat.
Nadchodzący Kosmiczny Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman, mający taką samą ostrość widzenia jak Hubble, jest idealny do polowania na kwazary podwójne. Hubble został wykorzystany do skrupulatnego zbierania danych dla poszczególnych celów. Ale bardzo szerokokątny widok Wszechświata w podczerwieni Romana jest 200 razy większy niż Hubble’a.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
