Астрономы нанесли на карту самый большой в истории объем Вселенной с помощью новой карты активных сверхмассивных черных дыр, обитающих в центрах галактик, сообщает Phys.org. Называемые квазарами, поглощающие газ черные дыры, по иронии судьбы, являются одними из самых ярких объектов Вселенной.

На новой карте указано местоположение примерно 1,3 миллиона квазаров в пространстве и времени, самый дальний из которых ярко сиял, когда Вселенной было всего 1,5 миллиарда лет. (Для сравнения, сейчас Вселенной, как принято считать, 13,7 миллиарда лет).

«Этот каталог квазаров отличается от всех предыдущих каталогов тем, что он дает нам трехмерную карту самого большого в истории объема Вселенной», — говорит соавтор карты Дэвид Хогг, старший научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке и профессор физика и наука о данных в Нью-Йоркском университете. — «Это не каталог с наибольшим количеством квазаров, и это не каталог с самыми качественными измерениями квазаров, но это каталог с самым большим общим объемом отображенной Вселенной».

Хогг и его коллеги представляют карту в статье, опубликованной в Astrophysical Journal. Ведущий автор статьи, Кейт Стори-Фишер, является постдокторским исследователем в Международном физическом центре Donostia в Испании.

Ученые построили новую карту, используя данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. Хотя основной целью Gaia является нанесение на карту звезд в нашей галактике, при сканировании неба он также случайно обнаруживает объекты за пределами Млечного Пути, такие как квазары и другие галактики.

«Мы смогли провести измерения того, как материя группируется вместе в ранней Вселенной, которые столь же точны, как и некоторые из результатов крупных международных исследовательских проектов — что весьма примечательно, учитывая, что мы получили наши данные в качестве „бонуса“ от проекта Gaia, ориентированного на Млечный путь», — говорит Стори-Фишер.

Квазары питаются сверхмассивными черными дырами в центрах галактик и могут быть в сотни раз ярче целой галактики. Поскольку гравитационное притяжение черной дыры раскручивает близлежащий газ, в результате образуется чрезвычайно яркий диск, а иногда и струи света, которые могут наблюдать телескопы.

Галактики, в которых обитают квазары, окружены массивными ореолами из невидимого материала, называемого темной материей. Изучая квазары, астрономы могут узнать больше о темной материи, например, насколько сильно она сгущается.

Астрономы также могут использовать местоположение удаленных квазаров и их родительских галактик, чтобы лучше понять, как космос расширялся с течением времени. Например, ученые уже сравнили новую карту квазаров с самым старым источником света в нашем космосе — космическим микроволновым фоном. Когда этот свет доходит до нас, он искривляется промежуточной сетью темной материи — той же самой сетью, которую нанесли на карту квазары. Сравнивая их, ученые могут измерить, насколько сильно материя слипается вместе.

«Было очень интересно видеть, что этот каталог стимулирует столько новых научных открытий», — говорит Стори-Фишер. — «Исследователи по всему миру используют карту квазаров для измерения всего — от первоначальных колебаний плотности, которые породили космическую паутину, до распределения космических пустот и движения нашей Солнечной системы по Вселенной».

Команда использовала данные из третьего выпуска данных Gaia, который содержал 6,6 миллиона кандидатов в квазары, а также данные широкоугольной инфракрасной съемки NASA Explorer и Sloan Digital Sky Survey. Объединив наборы данных, команда удалила загрязняющие вещества, такие как звезды и галактики, из исходного набора данных Gaia и более точно определила расстояния до квазаров.

Команда также создала карту, показывающую, где пыль, звезды и другие помехи, как ожидается, будут блокировать наш обзор определенных квазаров, что имеет решающее значение для интерпретации карты квазаров.

«Этот каталог квазаров — отличный пример того, насколько продуктивны астрономические проекты», — говорит Хогг. — «Gaia была разработана для измерения звезд в нашей собственной галактике, но она также обнаружила миллионы квазаров одновременно, что дает нам карту всей Вселенной».