Самая ранняя пара квазаров: Webb и 900 млн лет

Что такое самая ранняя из найденных пар квазаров?

Это J1602+4228AB с прозвищем Nāpōwawāʻenakaulua — пара активно питающихся сверхмассивных чёрных дыр, увиденных всего через 900 млн лет после Большого взрыва; её объявили 10 ноября 2026 года ^[1][2]. NSF NOIRLab называет её самой далёкой, а значит, самой древней тесной парой квазаров из всех найденных и самой тесной парой, обнаруженной в эпоху ранней Вселенной, известную как космический рассвет ^[2].

Квазар — это сверхмассивная чёрная дыра, поглощающая вещество так быстро, что окружающий её газ светит ярче всех звёзд родительской галактики ^[2]. Пары ожидаемы, потому что столкновения и слияния галактик снабжают чёрные дыры газом и звёздами, но тесные пары трудно разделить: по словам NOIRLab, более слабый компаньон так близок и тускл, что наблюдать его с земли «должно было быть почти невозможно» ^[2].

Исследование под руководством Сильвии Онорато, постдока NSF NOIRLab, опубликовано в The Astrophysical Journal Letters ^[1][2]. Более ранняя версия была выложена на arXiv 25 сентября 2026 года как препринт на рассмотрении ^[3]. NOIRLab сообщает, что это лишь третья известная пара квазаров эпохи космического рассвета ^[2].

Почему эта эпоха важна? NOIRLab описывает первый миллиард лет как период бурной сборки, когда схлопывались гало тёмной материи, в галактиках зажигались первые звёзды, а в их центрах формировались первые сверхмассивные чёрные дыры ^[2]. Space.com отмечает, что квазар светит, потому что газ в плоском аккреционном диске вокруг чёрной дыры нагревается трением до свечения, часто более яркого, чем все звёзды окружающей галактики вместе взятые ^[4]. Увидеть два таких двигателя вместе, да ещё так рано, — редкая возможность для астрономов понять, как столкновения галактик подпитывали рост чёрных дыр ^[2].

Насколько велики две чёрные дыры?

Примерно в 1,5 млрд и 400 млн раз массивнее Солнца ^[1][2]. В статье приводятся массы чёрных дыр около 1,5 × 10^9 и 4,0 × 10^8 масс Солнца; обе питаются примерно на уровне теоретического предела Эддингтона или чуть выше него — это точка, где давление излучения уравновешивает гравитацию (отношения Эддингтона около 1,23 и 1,07) ^[3].

Для масштаба Universe Magazine отмечает, что Стрелец A*, чёрная дыра в центре нашего Млечного Пути, имеет около 4 млн масс Солнца, так что более крупная из пары более чем в 300 раз массивнее ^[5].

Расстояние между двумя квазарами — около 18100 световых лет, примерно одна пятая диаметра Млечного Пути ^[2]. На небе это угловое расстояние всего 0,98 угловой секунды, а их красные смещения, около 6,078, почти одинаковы, при разнице скоростей около 15 километров в секунду ^[3].

Онорато говорит, что пару видно, когда Вселенной было «всего одна тринадцатая её нынешнего возраста», и находит поразительным, что её чёрные дыры почти так же массивны, как те, что наблюдаются сегодня ^[2].

Почему учёные не могут объяснить эту пару квазаров?

Потому что для роста столь массивных чёрных дыр нужно больше времени, чем было у Вселенной к тому моменту ^[2][4]. Онорато говорит, что «окончательного теоретического объяснения» тому, как даже один из этих гигантских квазаров мог существовать так рано, нет, не говоря уже о двух ^[2].

Space.com объясняет, что, по современным моделям, чёрным дырам нужно не менее миллиарда лет поглощения вещества и слияний, чтобы достичь миллионов или миллиардов масс Солнца ^[4]. Universe Magazine добавляет физику: вещество не может падать с любой скоростью, потому что нагретый газ излучает и это излучение отталкивает остальной материал; если начинать с зародыша — остатка звезды, то для достижения миллиарда масс Солнца потребовалось бы почти максимальное питание практически всё время с момента Большого взрыва ^[5].

В научной статье также обнаружено, что столь тесная пара встречается гораздо чаще, чем ожидается по измерениям скученности ранних квазаров, примерно в 100–1000 раз ^[3]. Авторы предполагают, что это намекает на скрытую популяцию пар квазаров, запущенных слияниями, либо на необычно плотное окружение ^[3].

Ранее астрономы уже находили отдельные быстро растущие чёрные дыры в ранней Вселенной; находка двух рядом усложняет загадку ^[4][5]. О другом результате по чёрным дырам в этом месяце читайте в материале Снимок чёрной дыры M87 подтверждён новым исследованием.

Как Webb и Gemini нашли пару квазаров?

Webb заметил второй квазар в данных обзора, а Gemini North разделил два квазара с земли ^[2]. Этапы по описанию NOIRLab ^[2]:

1. Обзор: обзор Aether, программа JWST под руководством Эмануэле Паоло Фарины из NSF NOIRLab/Gemini, с помощью интегрально-полевого блока спектрографа ближнего инфракрасного диапазона Webb наблюдал 200 квазаров, то есть 43% всех известных квазаров этого периода.
2. Замечено: при визуальном просмотре данных команда заметила, что у квазара J1602+4228A есть компаньон.
3. Разрешено: спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Gemini (GNIRS) на Gemini North на Мауна-Кеа на Гавайях по отдельности разрешил два квазара. Более слабый, J1602+4228B, так близок и тускл, что наблюдать его с земли должно было быть почти невозможно.
4. Проверка: многообъектный спектрограф Gemini (GMOS) использовали, чтобы проверить, не создаёт ли гравитационная линза второе изображение одного квазара.

Онорато говорит, что небо над Мауна-Кеа было «таким чистым и резким», что команда собрала данные всего за две ночи ^[2]. Gemini North входит в Международную обсерваторию Gemini, которую возглавляет Национальный научный фонд США совместно с Канадой, Чили, Бразилией, Аргентиной и Республикой Корея ^[2].

Может ли это быть один квазар, увиденный дважды?

Возможно, хотя команда так не считает; чтобы полностью это исключить, всё ещё нужна модель линзы ^[2][5]. Массивная галактика между нами и квазаром может искривлять его свет так, что получается более одного изображения. У таких копий был бы одинаковый вид спектра ^[5].

• Доводы в пользу реальной пары: спектры GMOS показывают различия в форме спектров двух квазаров, из-за чего команда склоняется к реальной физической паре ^[2].
• Оставшееся сомнение: NOIRLab указывает, что для окончательного исключения гравитационного линзирования нужна модель линзы ^[2]. В аннотации статьи объект назван «самым тесным известным кандидатом в пары квазаров» в эпоху реионизации ^[3].

Эта осторожность важна при чтении заголовков, где говорится, что астрономы «потрясены» ^[4]. Результат опубликован и прошёл рецензирование, но его трактовка как двух отдельных чёрных дыр — это предпочтительное прочтение команды, а не твёрдая уверенность ^[1][2].

Что означает название Nāpōwawāʻenakaulua?

Оно переводится как «Два небесных тела бездонной могучей тьмы в сиянии жара, перерождающие энергию во Вселенную» ^[2]. Название создано программой A Hua He Inoa в Астрономическом центре ʻImiloa на Гавайях и в Гавайском языковом колледже Ка Хака ʻУла О Кеʻеликолани (Ka Haka ʻUla O Keʻelikōlani) Гавайского университета ^[2].

NOIRLab сообщает, что его создал Ларри Кимура и оно состоит из следующих частей ^[2]:

• Nā: показатель множественного числа;
• Pō: бездонная могучая тьма, то есть чёрные дыры;
• Wawā: перерождение или порождение;
• ʻEna: сияние жара, то есть излучение падающего вещества;
• Kaulua: двойной или пара.

Оно перекликается с двумя более ранними названиями из той же программы: Pōwehi — для первого изображения чёрной дыры в 2019 году и Pōniuāʻena — для самого далёкого из известных квазаров на момент его открытия в 2020 году ^[2].

Что дальше с этой парой квазаров?

Построение модели линзы и поиск галактик, которые могут окружать пару ^[2][5]. Команда предполагает, что Nāpōwawāʻenakaulua может отмечать крайний пик плотности вещества в ранней Вселенной, где взаимодействия галактик подпитывали и звездообразование, и быстрый рост чёрных дыр ^[2].

Если это верно, вокруг пары должны скапливаться другие галактики, поэтому следующая проверка — поиск этой окружающей популяции, отмечает Universe Magazine ^[5]. Онорато называет систему «лабораторией» для изучения того, как собирались первые массивные галактики и их центральные чёрные дыры ^[2].

Пару нашли в выборке Aether из 200 ранних квазаров ^[2], а в статье её редкость по отношению к скученности трактуется как намёк на пары, запущенные слияниями, или на плотное окружение ^[3]. О том, как большие обзоры неба находят редкие объекты, читайте в материале Данные телескопа Euclid: что показывает новая карта ESA.