6,9 kvadrilijono Saulės masių. Rastas didžiausio Visatoje galaktikų telkinio „embrionas“

Kvazarai yra aktyvūs galaktikų branduoliai, t. y. supermasyvios juodosios skylės, sugeriančios didelį kiekį materijos.

Manoma, kad jaunoje Visatoje tokius masyvius objektus neišvengiamai turi supti masyvi tamsiosios medžiagos aureolė.

Tokių regionų gravitacinė trauka yra milžiniška. Taigi šalia ryškių kvazarų galima ieškoti būsimų galaktikų spiečių. Būtent tai ir padarė naujojo darbo autoriai.

Mokslininkų grupės stebėjimo objektas buvo kvazaras J0910-0414, kurį jie atrado 2019 m. ieškodami reionizacijos epochos kvazarų.

Šio kvazaro raudonasis poslinkis yra 6,64, nuo Didžiojo sprogimo tuo metu buvo praėję apie 826 mln. metų.

Mokslininkai apskaičiavo, kad tai vienas didžiausių tos epochos kvazarų, kurio supermasyvios juodosios skylės masė yra apie 3,59 milijardo Saulės masių.

Palyginimui, supermasyvios juodosios skylės, esančios paukščių tako centre, masė yra 4,297 milijono Saulės masių.

Svarbu tai, kad esant tokiam raudonajam poslinkiui kvazaras patenka į metodų, skirtų didesnio tankio materijos sritims ieškoti, matymo lauką.

Todėl mokslininkams pavyko ištirti jo apylinkes atliekant tyrimus įvairių bangų ilgių Kecko observatorijos, Subaru teleskopo, Magelano teleskopų ir ALMA radijo teleskopų pagalba.

Astronomai nustatė, kad kvazaras turi daug „kaimynų“.

Netoli kvazaro autoriai aptiko tris galaktikas, iš kurių viena yra kvazarą lydinti galaktika. Jos tilpo į vieną „momentinę nuotrauką“ ALMA stebėjimų metu, o tai leidžia manyti, kad šiame regione yra nepaprastas materijos tankis.

Pasak mokslininkų, trimis eilėmis daugiau, nei tikėtasi iš “tuščio” regiono.

Kelių dešimčių megaparsekų atstumu (iliustracijoje šis regionas pažymėtas geltonu stačiakampiu, 35 x 74 megaparsekų) astronomai rado dar 12 spektroskopiškai patvirtintų „sutankėjimų“, kurių raudonasis poslinkis didesnis nei 6,5. Tai reiškia, kad jie tikriausiai egzistuoja kartu su kvazaru toje pačioje Visatos epochoje.

Be to, centrinė protokompaktacijos sritis aplink kvazarą yra maždaug septynis kartus tankesnė už vidutinę protokompaktaciją tais laikais, kai Visatai jau buvo daugiau nei 3 mlrd. metų.

Apskritai autoriai apskaičiavo, kad šiame regione šiandien turėtų būti galaktikų telkinys, kurio bendra masė yra apie 6,9 kvadrilijono Saulės masių.

Darbas paskelbtas atviros prieigos svetainėje arXiv ir priimtas publikuoti žurnale „The Astrophysical Journal Letters“.

Šiuo tyrimu mokslininkai įrodė protoskopų paieškos kvazaruose jaunoje Visatoje metodo pagrįstumą. Galbūt atlikus kitų tokių objektų kaimynystės stebėjimus pavyks rasti dar didesnių protoskopų ir suprasti jų įtaką atskirų galaktikų evoliucijai.

Tokio didžiulio telkinio egzistavimas palyginti ankstyvoje epochoje ir neįprastai didelis materijos tankis šioje Visatos dalyje kelia iš karto du klausimus.

Pirmasis: kaip toks išsivystęs galaktikų telkinys galėjo atsirasti taip anksti, nes tai nesuderinama su standartiniu kosmologiniu modeliu, pagal kurį didelių struktūrų formavimuisi Visatoje reikia labai daug laiko?

Antra: ar tokios materijos turtingos Visatos dalies buvimas nerodo, kad ji nėra izotropinė, t. y. kad ji turi kažkokį ryškų „centrą“, kuriame materijos ir tamsiosios medžiagos yra daugiau nei kitose vietose?