Visatai dar nebuvo sukakę nė 900 milijonų metų, kai joje jau egzistavo dvi įspūdingo dydžio supermasyvios juodosios skylės – viena siekė apie 1,5 mlrd. Saulės masių, kita – beveik 400 mln. Saulės masių.
Dar labiau stebina tai, kad šie objektai danguje atrodo esantys beveik kaimynai: jų regimasis atstumas – vos 18 100 šviesmečių. Apie atradimą praneša mokslo portalas „ZME Science“.
Mokslininkai jau kurį laiką bando paaiškinti, kaip viena juodoji skylė galėjo taip greitai užaugti ankstyvoje kosminėje istorijoje. Dvi tokio masto „milžinės“ greta viena kitos šią mįslę dar labiau pagilina.
Objektai oficialiai įvardijami kaip J1602+4228AB ir priskiriami kvazarams – itin ryškiems reiškiniams, kai supermasyvi juodoji skylė aktyviai „maitinasi“ aplinkine medžiaga.
Dvi kvazarų „kaimynės“ kosminėje aušroje
Pačios juodosios skylės šviesos neskleidžia, tačiau į jas krintančios dujos įkaista iki milžiniškų temperatūrų ir ima spinduliuoti taip intensyviai, kad kvazaras gali pranokti visų savo galaktikos žvaigždžių šviesą.
Atradimo autoriai pabrėžia, kad tokia ankstyvo laikotarpio kvazarų pora – itin netikėta. Tyrimui vadovavusi NOIRLab mokslininkė Silvia Onorato teigė, jog kol kas nėra galutinio teorinio paaiškinimo net vieno tokio ankstyvo milžiniško kvazaro egzistavimui, jau nekalbant apie du.
Pora gavo havajietišką pavadinimą Nāpōwawāʻenakaulua, kuris apytiksliai reiškia „du dangaus kūnai neaprėpiamos tamsos“, apsupti ryškios energijos. Publikacijoje teigiama, kad tai – kompaktiškiausias žinomas tokio ankstyvo laikotarpio kvazarų poros kandidatas.
Kaip juos pavyko atskirti stebėjimuose
Tyrimas prasidėjo nuo jau seniai žinomo, ryškesnio kvazaro – astronomai jį stebėjo daugiau kaip du dešimtmečius. Tačiau analizuojant Jameso Webbo kosminio teleskopo Aether programos duomenis šalia jo buvo pastebėtas daug blankesnis „palydovas“.
Toliau komanda pasitelkė „Gemini North“ teleskopą Havajų Maunakea kalne. Užduotis buvo sudėtinga – abu šaltiniai danguje skyrėsi mažiau nei vienu lanko sekunde, o vienas iš jų buvo gerokai silpnesnis.
Palankios sąlygos leido per dvi naktis surinkti reikalingus duomenis. Suskaidžius šviesą į atskirus bangų ilgius (spektrą), pavyko pamatyti dviejų kvazarų požymius beveik identiškame kosminiame nuotolyje.
Dar viena svarbi išlyga ir augimo mįslė
Vis dėlto mokslininkai pabrėžia svarbią išlygą: kol kas iki galo neatmetama gravitacinio lęšiavimo galimybė, kai tarp mūsų ir tolimo objekto esanti galaktika savo gravitacija „iškraipo“ šviesą, o vienas šaltinis gali pasirodyti kaip du.
Nors subtilūs spektrų skirtumai labiau palaiko dviejų atskirų kvazarų versiją, galutiniam patvirtinimui reikės papildomos analizės.
Kita šio atradimo dalis – klausimas, kaip tokie objektai spėjo išaugti. Juodosios skylės auga rydamos dujas ir susijungdamos su kitomis juodosiomis skylėmis, tačiau ankstyvoji Visata tam turėjo labai mažai laiko.
Tyrime teigiama, kad abu kvazarai medžiagą ryja maždaug Eddingtono riba – tai maksimalus „maitinimosi“ greitis, kurį leidžia dabartiniai modeliai, kai spinduliuotės slėgis beveik subalansuoja gravitaciją.
Be masės, iškilo ir dar vienas galvosūkis: tokios artimos poros aptikimas Aether stebėjimuose gali reikšti, kad kvazarų „susitelkimas“ mažais masteliais yra apie 100–1 000 kartų didesnis, nei būtų tikėtasi pagal ankstesnių matavimų ekstrapoliaciją. Vis dėlto ši išvada labai priklauso nuo vieno kandidato ir pasirinktų prielaidų.
Tyrimas publikuotas „The Astrophysical Journal Letters“.