Wczesny Wszechświat był bardzo chaotycznym miejscem, gdzie galaktyki często zderzały się i łączyły ze sobą. Dzięki użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i innych obserwatoriów astronomowie badający takie zjawiska zaobserwowali coś niesamowicie rzadkiego: dwa złączone grawitacyjnie kwazary, znajdujące się w środku dwóch łączących się galaktyk, widoczne w czasie, kiedy Wszechświat miał zaledwie trzy miliardy lat.
Kwazary to olbrzymie, żarłoczne czarne dziury, które podczas pochłaniania wielkich ilości gazu, pyłu i wszystkiego, co znajdzie się w ich okolicy, wyrzucają z siebie potężne ilości energii. Zazwyczaj nie widujemy podwójnych kwazarów w tak wczesnym Wszechświecie.
Ta wizja artystyczna pokazuje blask dwóch kwazarów znajdujących się we wnętrzu łączących się chaotycznie galaktyk. W takim miejscu, pod wpływem silnego oddziaływania grawitacyjnego, powstaje mnóstwo nowych gwiazd.
Mamy coraz więcej dowodów, że duże galaktyki powstają dzięki połączeniu mniejszych. W trakcie takiego procesu w samym środku łączących się galaktyk powinny znaleźć się dwie czarne dziury. Dzięki wykrywaniu par czarnych dziur przed połączeniem dowiemy się więcej o procesie powstawania supermasywnych czarnych dziur i łączeniu galaktyk w młodym Wszechświecie.
Badania wczesnych podwójnych kwazarów dopiero się zaczynają. Najnowsze odkrycie wskazuje, że takie sytuacje mają miejsce, a my mamy już technologię, która może wykryć kwazary oddalone od siebie na odległość mniejszą niż wielkość jednej galaktyki.
To badanie wymagało więcej niż jednego teleskopu. Dzięki dużej wrażliwości instrumentów Hubble’a naukowcy mogli określić, że zaobserwowano faktycznie dwa obiekty, a nie ten sam podwojony przez soczewkę grawitacyjną na pierwszym planie. Dodatkowo Hubble zauważył fale pochodzące z połączenia dwóch galaktyk, których grawitacja deformuje kształt galaktyk tworzących dwa gwiezdne ślady.
Sam Hubble nie wystarczyłby jednak do odkrycia takiego zjawiska. Naukowcy wykorzystali Gaię, aby znaleźć potencjalne podwójne kwazary. Gaia bada położenie, odległość i ruchy ciał niebieskich znajdujących się w naszej okolicy, jednak w najnowszym zastosowaniu użyto jej do badania odległego Wszechświata. Olbrzymia baza danych zebrana przez Gaię może posłużyć do poszukiwania kwazarów poruszających się podobnie do pobliskich gwiazd. Dla Gai kwazary wyglądają jak pojedyncza gwiazda, jednak jej instrumenty mogą dostrzec delikatne różnice w pozycji niektórych obserwowanych przez nią kwazarów. W rzeczywistości nie jest to żaden mierzalny ruch w przestrzeni, a różnica w jasności światła dwóch kwazarów, zależna od ilości materiału wchłoniętego przez czarną dziurę.
Na zdjęciu widać kwazary, które istniały kiedy Wszechświat miał zaledwie trzy miliardy lat. Znajdują się w środku dwóch zderzających się ze sobą galaktyk.
Dwa kwazary, które zostały ostatnio zaobserwowane, już od dawna nie istnieją. Przez ostatnich 10 miliardów lat ich galaktyki prawdopodobnie zamieniły się w olbrzymią galaktykę eliptyczną, podobną do tych, które widzimy w bardziej współczesnym Wszechświecie. Same kwazary zamieniły się w ogromną supermasywną czarną dziurę znajdującą się w środku tej galaktyki. M87, galaktyka eliptyczna niedaleko nas, ma w swoim środku czarną dziurę o masie 6,5 miliarda razy większej od naszego Słońca. Możliwe, że czarna dziura tej galaktyki powstała przy łączeniu się kilku galaktyk na przestrzeni ostatnich kilku miliardów lat.
Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, który wkrótce zostanie wystrzelony w kosmos, będzie idealny do poszukiwania podwójnych kwazarów. Hubble był używany do zbierania danych o pojedynczych obiektach, natomiast Roman będzie w stanie spojrzeć na 200 razy większy fragment Wszechświata niż Hubble.
Korekta – Dominika Pik
