Астрономы описали квазар J1440+0019 - объект, который существовал, когда возраст Вселенной не достигал и миллиарда лет. Квазар - это активное ядро галактики, где сверхмассивная чёрная дыра поглощает вещество и светится ярче целых галактик. Работа опубликована как препринт на сервере arXiv; препринт - научная статья, ещё не прошедшая полноценное рецензирование в журнале.

Объект находится на красном смещении 6.55. Красное смещение показывает, насколько растянулось излучение из-за расширения Вселенной: чем больше число, тем дальше и древнее объект. Масса чёрной дыры в J1440+0019 оценивается примерно в 1,1 миллиарда масс Солнца.

Исследование возглавил Дамин Ян из Лейденской обсерватории. Команда объединила спектроскопию ближнего инфракрасного диапазона с телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST) и наблюдения комплекса ALMA, который регистрирует холодный газ и пыль в галактике-хозяине. Спектроскопия - метод, при котором свет раскладывают на длины волн, чтобы узнать состав и движение вещества.

Спектр J1440+0019 показал форму, характерную для покраснения из-за пыли. Видны яркие эмиссионные линии, но часть излучения ослаблена. По словам авторов, это указывает на квазар, умеренно скрытый пылью вдоль луча зрения. Они относят объект к "красным квазарам первого типа": ядро видно напрямую, но через слой пыли.

Обнаружены три системы поглощения высокоионизованного газа, смещённые в синюю сторону - то есть их излучение сдвинуто из-за движения к нам. Скорости достигают 3600 км/с, что считается признаком быстрых потоков вещества из ядра.

ALMA показала, что галактика-хозяин исключительно ярка в излучении ионизованного углерода и входит в число самых ярких таких источников при красном смещении выше 6. Количество пыли оценили в 400 миллионов солнечных масс. Скорость звездообразования - не выше примерно 1330 звёзд, похожих на Солнце, в год.

После поправки на пыль учёные оценили темп аккреции - падения вещества на чёрную дыру. Квазар светит примерно на 80% от предела Эддингтона - максимальной светимости, при которой давление излучения ещё не сдувает вещество прочь.

Пыль в ядре напоминает "умеренно покрасневшие" квазары в ближней Вселенной, но её запас больше похож на сильно запылённые системы. Авторы заключают, что красные и скрытые источники "охватывают разнообразные состояния аккреции и свойства хозяев".

Отдельно отмечено: для первичных признаков газа и пыли хватило всего 5.5 минуты наблюдений ALMA. По мнению команды, это делает такие обзоры дешёвым способом отбирать кандидатов в запылённые квазары для последующей спектроскопии. Исследователи также рассчитывают, что телескопы Euclid и Roman помогут собрать более полную выборку и закрыть пробелы в наблюдениях.

Источник: Phys.org