«Джеймс Уэбб» впервые рассмотрел звезды в очень далеких квазарах

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые увидел звезды в очень далеких квазарах. Свет от них шел до Земли 13,43–13,56 миллиарда лет, а результаты наблюдений помогут понять механизмы быстрого роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

Обнаружение сверхмассивных черных дыр в квазарах, существовавших в первый миллиард лет жизни Вселенной, представляет собой одну из главных проблем современной астрофизики, так как нет общепринятой теории, объясняющей механизмы формирования и быстрого роста массы этих объектов. Проверить существующие гипотезы могут помочь данные о параметрах далеких сверхмассивных черных дыр и их галактик-хозяев, однако долгое время было крайне трудно обнаружить звездное население в галактиках-хозяевах квазаров при красных смещениях z больше двух.

Группа астрономов во главе с Сюхэном Дином (Xuheng Ding) из Физико-математического института имени Кавли сообщила, что впервые смогла наблюдать звездное население галактик-хозяев квазаров при значениях красного смещения z больше 6. Речь идет о квазарах J2255+0251 и J2236+0032, которые характеризуются относительно низкими светимостями и красными смещениями z равными 6,34 и 6,4, соответственно.

Первоначально квазары обнаружил наземный телескоп «Субару» в рамках обзора тусклых квазаров SHELLQ (Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars), однако их дальнейшему изучению мешала малая яркость объектов в инфракрасном диапазоне. В текущей работе их наблюдала космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» при помощи инструмента NIRCam в ближнем инфракрасном диапазоне 26 октября и 6 ноября 2022 года. Затем ученые провели ряд моделирований, чтобы отделить излучение галактики-хозяина квазара от излучения самого квазара, который является ее активным ядром, содержащим сверхмассивную черную дыру.

В случае J2255+0251 его галактика-хозяин обладает скорее дискообразным, чем сфероидальным профилем, с эффективным радиусом 1,9 килопарсек. В случае J2236+0032 его галактика-хозяин обладает слегка наклоненным дискообразным профилем с эффективным радиусом 0,6–0,8 килопарсека. Звездная масса галактик оценивается в 2,5 и 6,3×10¹⁰ масс Солнца, что делает их массивными объектами. Стоит отметить, что в отличие от большинства сверхмассивных черных дыр в Местной Вселенной наблюдаемые квазары пространственно смещены от центров своих галактик-хозяев.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» рассмотрел кандидата в рекордно далекую звезду.