Astronomi ir atklājuši vecāko saplūdušo kvazāru pāri

Nejauša divu sarkanu plankumu atklāšana Subaru teleskopa attēlā noveda pie svarīga atklājuma par Visuma reionizācijas laikmetu.

Zinātnes vēstures izpēte rāda, cik bieži nejaušības spēlē lomu dažos svarīgos atklājumos. Dažreiz stāsti ir apokrifiski, piemēram, Ņūtonu sitot ar ābolu pa galvu. Bet dažreiz tajos ir arī daļa patiesības. Tā notika arī ar jaunāko vecāko jebkad atklāto saplūstošo kvazāru pāra atklājumu, kas viss sākās ar pāris sarkaniem plankumiem attēlā.

Šie sarkanie plankumi bija ļoti specifiskā attēlā, ko uzņēma Subaru teleskopa Hyper Subprime-Cam kamera Mauna Kea (Havaju salas). Jošiki Macuoka (Yoshiki Matsuoka) no Ehimē Universitātes Japānā, kopā ar kolēģiem pārskatot fotogrāfiju, pamanīja divus blāvus sarkanus plankumus. Atšķirībā no automatizētā algoritma, kas tos varēja nepamanīt, viņu ieinteresēja, kas tie varētu būt, un viņš nolēma tos izpētīt.

Šim nolūkam viņš izmantoja vēl vienu Subaru teleskopa instrumentu, vāju objektu spektrogrāfu, un Gemini tuvā infrasarkanā diapazona spektrogrāfu uz blakus esošā Gemini North teleskopa. Izpētot šos mērķētākos datus, doktors Macuoka un viņa kolēģi atklāja kaut ko tādu, ko neviens iepriekš nebija redzējis — kvazāru pāri, kas saplūst mazāk nekā miljardu gadu pēc Visuma izveidošanās.

Tika pieņemts, ka šajā periodā kvazāru saplūšana notika nepārtraukti, bet, neskatoties uz to, ka tajā pašā laika posmā tika atklāti 300 atsevišķi kvazāri, astronomiem neizdevās atrast nevienu pāri. Tas bija svarīgi, jo šis laika periods, pazīstams kā "Reionizācijas laikmets", spēlēja būtisku lomu mūsdienu Visuma struktūras veidošanā.

Reionizācijas laikmetā enerģija, kas, iespējams, radās kvazāru saplūšanas rezultātā, atņēma brīvi peldošajam ūdeņradim, kas agrīnajā Visumā bija daudz, tā elektronus procesā, ko sauc par jonizāciju. Aptuveni miljardu gadu pēc Lielā sprādziena un teorētiskā Reionizācijas laikmeta beigām mūsdienu Visuma struktūra lielā mērā tika nostiprināta un iznāca no perioda, kas pazīstams kā "kosmiskie tumšie laikmeti".

Šī perioda izpratne ir būtiska Visuma veidošanās teorētiskajai modelēšanai. Astronomi jau ilgu laiku uzskatīja, ka kvazāru saplūšana šajā periodā bija izplatīta parādība, jo supermasīvās melnās caurumi atradās relatīvi tuvu un struktūras vēl attīstījās. Tāpēc to trūkums eksperimentālajos datos radīja bažas.

Doktora Macuokas un viņa kolēģu pamanītais kvazāru saplūšanas pāris parādās aptuveni 900 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, joprojām reionizācijas laikmetā. Tomēr datu iegūšana par tiem nebija vienkārša, jo veci objekti cieš no signāla piesārņojuma, piemēram, gravitācijas lēcošanas un priekšplānā esošajām zvaigznēm. Galu galā pētnieki atklāja, ka daļa optiskā gaismas neiziet tieši no kvazāriem, bet gan no zvaigžņu veidošanās ap tiem.

Tomēr kvazāri bija milzīgi, vairāk nekā 100 miljonus reižu lielāki par mūsu Sauli. Tos savienoja arī gāzes tilts, kas nozīmē, ka divas galaktikas, kuru kodolus tie veidoja, piedzīvoja vērienīgu saplūšanu, kuru tagad var novērot, kamēr tā notiek.

Šī saplūšana tomēr prasīs miljonus, ja ne miljardus gadu, tāpēc varētu paiet kāds laiks, pirms būs redzams pilnīgs efekts. Taču tikmēr kosmologi var sākt pētīt šo kvazāru pāri, lai uzzinātu, kādas vēl detaļas var izzināt par Reionizācijas laikmetu vai Visuma veidošanos kopumā. Un tas viss kļuva iespējams, pateicoties tam, ka kāds pamanīja attēlā sarkanas plankumus un nolēma to izpētīt tālāk.