Исследователи обнаружили в молодом космосе большой протокластер, будущий преемник самого большого скопления галактик в наблюдаемой Вселенной, используя квазар в качестве ориентира.
Квазары — активные ядра галактик, представляющие собой сверхмассивные черные дыры, поглощающие большое количество материи. Предполагается, что в молодую Вселенную такие массивные объекты неизбежно окружает массивная оболочка темной материи. Гравитационное притяжение таких областей колоссально. Поэтому рядом с яркими квазарами можно искать будущие скопления галактик. Именно этим занимаются авторы новой работы.
Группа ученых привлекла к наблюдениям квазар J0910-0414, открытый ею же в 2019 году в ходе поисков квазаров эпохи. реионизацииКрасное смещение этого квазара составляет 6,64, а с момента Большого взрыва прошло около 826 миллионов лет.
Учёные считают это одним из самых больших квазаров того времени с массой сверхмассивной чёрной дыры около 3,59 млрд солнечных масс. В центре Млечного Пути масса сверхмассивной чёрной дыры равна 4,297 млн солнечных масс.
Красное смещение квазара позволяет применять методы поиска областей с высокой плотностью вещества, что дало возможность учёным изучить его окружение при помощи обсерватории Кека, телескопа «Субару», Магеллановых телескопов и радиотелескопов ALMA на разных длинах волн. Астрономы обнаружили у квазара много соседей.
Протокластер очень большой. Посмотрите, как он выглядит на небосклоне по сравнению с другими протокластерами, занимающими всего несколько угловых минут. Этот же занимает несколько десятков угловых минут. прокомментировалАвтором исследования является Фейдж Ван из Аризонского университета.
Угловая минута равна одной шестьдесятой градуса на небесной сфере.
Рядом с квазаром обнаружили три галактики, одна из которых является спутником галактики с квазаром. Все три поместились в одном изображении наблюдений ALMA, что свидетельствует о необычайной плотности вещества в этой области. Ученые утверждают, что она втрое больше ожидаемой для «пустой» зоны.
В области, расположенной на расстоянии нескольких десятков мегапарсеков (на иллюстрации обозначена желтым прямоугольником размером 35 на 74 мегапарсека), астрономы обнаружили 12 спектровскопически подтвержденных «уплотнений» с красным смещением более 6,5. Это указывает на то, что эти объекты, вероятно, существуют одновременно с квазаром в одну эпоху Вселенной.
Центральная часть областей протоскопления возле квазара в семь раз плотнее, чем средняя плотность таких областей в эпоху, когда Вселенной было 3,3 миллиарда лет.
По мнению авторов, данная область должна состоять из галактик общей массой приблизительно 6,9 квадриллона солнечных масс, что в три раза больше массы скопления Волосы Вероники. выложена в открытый доступ на arXiv и принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Учёные своим исследованием подтвердили эффективность метода поиска протоскоплений по квазарам в ранней Вселенной. Возможно, наблюдения за окрестностями других подобных объектов позволят обнаружить ещё более массивные протоскопления и понять их влияние на эволюцию отдельных галактик.
Такое большое скопление объектов в ранний период развития Вселенной и необычно высокая плотность вещества в этой области вызывают два вопроса. Первый: как могли сформироваться такие развитые галактические скопления столь рано, если это противоречит стандартной космологической модели, согласно которой образование больших структур во Вселенной занимает огромный промежуток времени? Второй: не указывает ли наличие такой насыщенной материей части Вселенной на её неоднородность, то есть на существование подобного выделенному «центру», где вещества и темной материи больше, чем в остальных местах?