Новое исследование, проведённое группой учёных с помощью комплекса радиотелескопов ALMA («Атакамская большая антенная решётка миллиметрового диапазона»), привело к открытию тени молекулярного истечения из квазара, произошедшего меньше чем через 1 миллиард лет после Большого взрыва.

Квазары – это гиперактивные, сверхмассивные чёрные дыры, которые находятся в центре галактик. Они приобретают свою энергию из аккреционных дисков, окружающих эти чёрные дыры, и считаются одними из самых ярких объектов во Вселенной. Благодаря своей интенсивности они могут помочь изучить состояние ранней Вселенной, а именно времени, когда ей было менее 1 миллиарда лет.

Художественная иллюстрация истечения молекулярного газа из квазара J2054-0005.
Источник: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Раньше считалось, что эти квазары практически не имеют влияния на звездообразование, так как известно, что они выбрасывают мощные и горячие ветра, раздувая газ вокруг себя. Однако теперь учёные обнаружили первые доказательства того, что эти мощные истечения могут подавлять звездообразование в галактиках, обитаемых квазарами, живущими в ранней Вселенной.

Молекулярный газ играет решающую роль в формировании звёзд, поэтому его наличие должно привести к активному звездообразованию. Но, выбрасывая этот газ в пространство между галактиками, квазары активно подавляют звездообразование.

Исследователи использовали ALMA для наблюдения тени молекулярного истечения из квазара, известного как J2054-0005, который имеет очень большое красное смещение и находится на очень большом удалении от Земли.

Отток молекулярного газа из квазара (вверху). Из-за движения молекулярного газа к наблюдателю пик OH в спектре поглощения (пунктирная синяя линия внизу) появляется на более короткой длине волны (сплошная синяя линия) — явление, известное как эффект Доплера.
Источник: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

«J2054-0005 — один из самых ярких квазаров далёкой Вселенной, и мы решили изучить именно его», — объясняет доцент Драган Салака, один из учёных, принявших участие в исследовании.

ALMA, благодаря своей высокой чувствительности и широкому диапазону частот, сыграл основную роль в этом исследовании. Используя антенны ALMA, учёные обнаружили тени истекающего молекулярного газа от квазара. Вместо того, чтобы наблюдать сам газ, учёные изучали излучение квазара, и именно его светимость помогла обнаружить тени, создаваемые ветрами, раздуваемыми квазаром.

Результаты этого исследования являются первым убедительным доказательством того, что мощные истечения молекулярного газа из галактик-хозяев квазаров существуют и влияют на эволюцию галактик в ранней Вселенной.

«Молекулярный газ – это ключевой элемент галактик, так как это “топливо” для звездообразования. Наши результаты показывают, что квазары могут подавлять звездообразование в галактиках-хозяевах, избавляясь от молекулярного газа», — заключает Салака.

Это открытие даёт больше понимания о взаимосвязи между динамикой и концентрацией молекулярного газа в галактике и процессом звездообразования. Исследования в этой области помогут расширить знания о ранней Вселенной и способствовать дальнейшему пониманию эволюции галактик.