С помощью радиоинтерферометра ALMA астрономы подтвердили существование редкой тесной пары квазаров J2037–4537. Объект находится на очень раннем этапе развития Вселенной, соответствующем красному смещению 5,7. На сегодняшний день это одно из самых удаленных наблюдений подобных систем.
Квазары представляют собой активные ядра галактик. В их центре находятся сверхмассивные черные дыры, которые поглощают материю и излучают колоссальное количество энергии. В исключительных случаях, когда галактики сталкиваются и сливаются, в центре системы могут одновременно активироваться две черные дыры, образуя двойной квазар.
До этого момента ученые находили такие системы преимущественно на относительно небольших расстояниях (при красном смещении ниже 4), что соответствует эпохе «космического полудня», когда галактики были максимально активны. Пара J2037–4537 долгое время оставалась лишь кандидатом, требующим верификации, так как находится на еще более ранней стадии эволюции космоса.
Наблюдения с помощью ALMA позволили исследователям исключить теорию гравитационного линзирования, при которой свет одного объекта искажается массой расположенной перед ним галактики, создавая иллюзию «двойника». Анализ излучения пыли и линий ионизированного углерода (C II) выявил признаки приливных искажений и мост из материи между объектами — это прямое доказательство процесса слияния галактик.
Разделение между квазарами составляет 1,24 угловой секунды. Каждая из галактик-хозяев обладает динамической массой не менее 20 миллиардов солнечных масс. Скорость формирования новых звезд в них достигает 500–700 солнечных масс в год, что свидетельствует об экстремально высокой интенсивности процессов эволюции.
Ученые подчеркивают, что частота подобных явлений в ранней Вселенной может быть недооценена: расчеты показывают долю около 1,2%, в то время как в более поздний период она составляла лишь 0,1%. Это указывает на то, что слияние массивных галактик и рост сверхмассивных черных дыр происходили гораздо активнее, чем предполагали современные астрофизические модели.
Согласно прогнозам, система J2037–4537 продолжит сближение и в итоге сформирует единую гравитационно связанную пару сверхмассивных черных дыр. Ожидается, что процесс их окончательного слияния завершится примерно через 2 миллиарда лет.
