Принято считать, что крупные галактики формировались там, где было очень много вещества, но теперь выясняется, что некоторые из них откуда-то набирали огромную массу посреди практически полной пустоты.
Один из квазаров, обнаруженных в ранней Вселенной обсерваторией «Джеймс Уэбб» / © Christina Eilers/EIGER team
Слово «квазар» — это сокращенная версия фразы «квазизвездный радиоисточник»: когда астрономы стали замечать эти далекие, но яркие объекты, то поначалу принимали их за звезды, но потом поняли, что на самом деле это — будущие галактики. Точнее, как сейчас понимают ученые, это сверхмассивные черные дыры, которые жадно вбирают в себя вещество, испускают очень много энергии и даже часто «стреляют» эффектными струями вещества — так называемыми релятивистскими джетами.
Недавно с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» удалось заглянуть во времена ранней юности Вселенной и рассмотреть там несколько таких молодых активных галактических ядер. И то, что ученые увидели, не очень совпало с тем, что увидеть ожидали.
По оценкам, эти квазары на снимках запечатлены такими, какими были через 600-700 миллионов лет после Большого взрыва, то есть более 13 миллиардов лет назад. Масса их сверхмассивных черных дыр при этом составляет около миллиарда масс Солнца. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра в центре нашего Млечного Пути «весит» четыре миллиона Солнц.
Такие внушительные квазары в столь ранней Вселенной сами по себе производят впечатление, хотя благодаря «Уэббу» подобное — давно уже не новость: обсерватория наблюдает в тех далеких временах целые коллекции «скороспелых» галактик. Но насчет этих квазаров есть еще одна неясность.
По логике всех современных космологических представлений, видимый нами облик Вселенной создала первоначально возникшая «паутина», в которой доминировала темная материя, по массе в несколько превосходящая обычную. Именно вдоль нитей этого переплетения и скапливалось то мизерное количество вещества, из которого состоят галактики, звезды, планеты и так далее. Поэтому считалось разумным предполагать, что крупные «плоды» на этих «ветвях» должны «созревать» в «плодородном» месте, то есть массивные квазары рассчитывали видеть в плотном скоплении вещества. А значит, там таких квазаров должно быть много.
Но по факту это оказалось не во всех случаях так. В недавно опубликованной статье в The Astrophysical Journal команда ученых во главе с Анной-Кристиной Эйлерс из Массачусетского технологического института (США) приводит в пример несколько обнаруженных квазаров. Так вот, их окружающая среда оказалась совершенно разной.
Среди них есть квазар посреди действительно очень густонаселенной местности: его окружают десятки галактических соседей. А другой тем временем благополучно «зреет» в совершенно унылой глуши, где поблизости от него — всего две галактики. Притом по размерам и массе он жителю «мегаполиса» абсолютно не уступает. Откуда он набрал такое богатство вещества в той пустоте, в которой оказался? Именно это и стало теперь предметом глубоких размышлений о том, как устроена Вселенная.
