Астрономы обнаружили уникальную пару: квазар и галактику, где активно формируются звезды, что является редким явлением.

В масштабах Вселенной, от первых звезд до сложной сети галактик, прошло не так много времени. Всего за несколько сотен миллионов лет в космосе сформировалась крупномасштабная структура. В короткие сроки появились огромные галактики, сверхмассивные черные дыры и бесчисленное количество звезд. Считается, что важную роль в этом стремительном развитии сыграли слияния галактик, которые инициировали активное звездообразование и рост сверхмассивных черных дыр.

Квазары — это активные ядра галактик, обладающие невероятной яркостью, возникающей из-за интенсивного поглощения материи центральной черной дырой. Около половины квазаров, найденных в молодой Вселенной, ученые связывают с событиями слияния. Найти в молодой Вселенной объекты, которые бы иллюстрировали бурное развитие той эпохи, довольно сложно. К счастью, исследователям повезло.

Международная команда астрономов из США, Швеции и Японии при помощи радиотелескопов ALMA изучила 21 перспективный квазар из времени, когда Вселенной было около одного миллиарда лет. Наблюдения сосредоточились на спектральной линии ионизированного углерода (C II), которая служит индикатором звездообразования и динамики газа в межзвездном и межгалактическом пространстве.

Ученые обнаружили редкую пару. Квазар J1133+1603 оказался связан «мостиком» газа с компактной и скрытой за пылью звездообразующей галактикой, получившей название J1133c. Статья с описанием открытия доступна на сайте arXiv.org.

Галактика J1133c находится на расстоянии примерно 32,6 тысячи световых лет от квазара. Наличие «мостика» и «растянутого» излучения к северу от квазара указывает на активное слияние. У других подобных пар расстояние между объектами значительно больше. Например, в паре квазара и субмиллиметровой галактики BRI 1202-0725 оно составляет 81,5 тысячи световых лет.

Авторы исследования также подчеркнули необычайно компактный размер галактики. Возможно, квазар уже поглотил внешнюю «оболочку», или же в центре этой галактики находится активное ядро.

Звездообразование в J1133c также протекает очень активно. За один земной год галактика формирует звезды общей массой около тысячи солнечных масс. Для сравнения: скорость звездообразования в Млечном Пути составляет примерно три солнечные массы в год. Ученые предполагают, что активное ядро и быстрое звездообразование могут быть результатом слияния с квазаром.

Активность квазара и звездообразующей галактики при наличии «мостика» из газа служит ценным иллюстрацией того, какую значимую роль играли слияния и «обмен» газом в формировании галактик и быстром росте сверхмассивных черных дыр в молодой Вселенной.