Астрономы обнаружили две гигантские чёрные дыры, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва
Международная группа астрономов обнаружила самую раннюю из известных компактных пар квазаров — чрезвычайно ярких ядер галактик, питаемых сверхмассивными чёрными дырами. Система J1602+4228AB, получившая гавайское название Nāpōwawāʻenakaulua, существовала, когда возраст Вселенной составлял всего около 900 миллионов лет. Открытие, сделанное с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и наземного телескопа Gemini North, представлено обсерваторией NSF NOIRLab.
Масса первой чёрной дыры оценивается примерно в 1,5 миллиарда масс Солнца, второй — в 400 миллионов масс Солнца. Расстояние между ними составляет около 18 100 световых лет, что по галактическим масштабам считается относительно небольшим. Спектральные измерения показали, что красные смещения объектов составляют 6,0781 и 6,0785, а разница их лучевых скоростей оценивается примерно в 15 километров в секунду.
Первоначально второй объект заметили при анализе данных исследовательской программы Aether, в рамках которой спектрограф NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб» изучал 200 далёких квазаров. Последующие наблюдения со спектрографами GNIRS и GMOS телескопа Gemini North позволили разделить два близко расположенных источника излучения и исследовать их характеристики. Особенно сложным оказалось наблюдение более слабого компонента J1602+4228B, однако благоприятные атмосферные условия на Гавайях позволили получить необходимые спектры.
Обнаруженная система представляет серьёзный интерес для изучения формирования первых сверхмассивных чёрных дыр. Согласно современным представлениям, подобные объекты накапливают массу за счёт окружающего газа и взаимодействий галактик, однако появление сразу двух настолько массивных чёрных дыр менее чем через миллиард лет после Большого взрыва остаётся трудной задачей для теоретических моделей. Авторы исследования, в The Astrophysical Journal Letters, предполагают, что система могла сформироваться в необычайно плотной области ранней Вселенной, где взаимодействия галактик ускоряли рост их центральных объектов.
Вместе с тем исследователи пока не исключили альтернативное объяснение: два наблюдаемых источника могут оказаться изображениями одного квазара, созданными гравитационным линзированием. Различия в их спектрах свидетельствуют в пользу существования настоящей пары, но для окончательного подтверждения необходимо дополнительное моделирование. Дальнейшее изучение J1602+4228AB поможет проверить, насколько часто массивные чёрные дыры встречались в близких парах на ранних этапах развития Вселенной и какую роль взаимодействия галактик играли в их быстром росте.