Nejstarší pár kvasarů ukazuje vesmír 900 milionů let po velkém třesku
Dvě mimořádně jasná galaktická jádra, mezi nimi přibližně 18 100 světelných let. Astronomové objevili nejstarší známý kompaktní pár kvasarů, který existoval už 900 milionů let po velkém třesku. Objekt J1602+4228AB dostal havajskou přezdívku Nāpōwawāʻenakaulua. Výzkum vedla astronomka Silvia Onorato z amerického centra NSF NOIRLab, oznámila observatoř Steward Arizonské univerzity.
Dvojici odhalila data Kosmického dalekohledu Jamese Webba, následná pozorování pořídil teleskop Gemini North na havajské sopce Maunakea. Výsledek otevírá otázku, jak mohly tak brzy vzniknout dvě superhmotné černé díry v těsném sousedství. Hmotnost větší z nich vědci odhadují na 1,5 miliardy Sluncí, u menší na přibližně 400 milionů.
Kvasar není samotná černá díra, ale mimořádně zářivé aktivní jádro galaxie. Energii uvolňuje hmota, kterou centrální objekt přitahuje ze svého okolí. Takové zdroje patří k nejjasnějším ve vesmíru a lze je pozorovat i na obrovské vzdálenosti. Rozlišit na snímku dva blízké body je však jiný problém než zaznamenat jejich společnou záři.
Rozhodovalo rozlišení i rozklad světla
Objev vzešel z přehlídky Aether, která využívá Webbův přístroj NIRSpec. Ten provádí spektroskopii: rozkládá přicházející světlo podle vlnových délek, a umožňuje tak zkoumat vlastnosti vzdálených objektů. Autoři studie prohlíželi data souboru 200 kvasarů a u J1602+4228A nalezli slabšího průvodce. Z měření odvodili mimo jiné odhady hmotností obou centrálních černých děr.
Pozemní část výzkumu byla náročná právě kvůli malému odstupu a nízkému jasu druhé složky. Pomohl infračervený spektrograf GNIRS na Gemini North, další údaje poskytl přístroj GMOS. Velmi dobré podmínky nad Maunakeou umožnily týmu získat potřebná data během dvou nocí.
Samotný mechanismus vzniku zatím zůstává otevřený. Výzkumníci uvažují o prostředí s mimořádně vysokou hustotou hmoty, kde vzájemné působení galaxií přivádělo plyn k jejich středům. Takový přísun by mohl podporovat současnou aktivitu obou jader. Jde však o navržené vysvětlení, nikoli o hotovou odpověď na rychlý růst obou jader.
Evropská technika má přímou roli
Evropa v tomto příběhu není pouze odběratelem výsledků. Evropská kosmická agentura ESA dodala přístroj NIRSpec, který výzkumníci při objevu využili. Na Webbově misi se podílí také částmi zařízení MIRI, zajištěním startu raketou Ariane 5 a podporou vědeckého provozu. Je to konkrétní příklad toho, jak evropské přístrojové vybavení přispívá ke konkurenceschopnosti zdejšího výzkumu.
Za svůj příspěvek získala ESA pro astronomy z členských států nejméně 15 % celkového pozorovacího času. Praktický význam spočívá v přístupu k observatoři, nikoli jen k jejím zveřejněným snímkům. Evropská účast tak vytváří prostor pro další vlastní projekty zaměřené na raný vesmír.
Nāpōwawāʻenakaulua nabízí vodítko k tomu, jak společně vznikaly hmotné galaxie a jejich centrální černé díry. Ukážou další pozorování, že podobně těsné dvojice byly v mladém vesmíru běžnější, než dosavadní nálezy naznačují?
