Відкриття 31 наддальнього квазару завдяки Euclid

Космічний телескоп Euclid зробив вражаюче відкриття, виявивши 31 з найбільш віддалених квазарів, які коли-небудь спостерігалися. Два з цих об'єктів, які є серцями галактик, що живляться надмасивними чорними дірами, стали найвіддаленішими квазарами в історії космосу. Вони світять, коли Всесвіту лише 670 мільйонів років, що становить лише 5% від його теперішнього віку. Це відкриття опубліковане в журналі Astronomy&Astrophysics.

Квазари представляють собою короткий етап життя галактики, під час якого значні обсяги матерії поглинаються спіралеподібно чорним діром у центрі, що вивільняє величезну кількість енергії. У цей період ядро галактики світить яскравіше, ніж будь-який інший об'єкт у Всесвіті, часто перевищуючи світло решти галактики в сотні або навіть тисячі разів.

Телескоп Euclid був виведений на орбіту в точці Лагранжа L2 в липні 2023 року Європейським космічним агентством (ESA). Його основне завдання полягає в дослідженні складу, історії та еволюції Всесвіту, картуючи його структуру на великій шкалі, щоб розкрити таємниці темної матерії. Він спостерігає мільярди галактик, що дозволяє виявити безліч квазарів.

Дослідник Да-Мін Ян з університету Лейдена та його команда відкрили за допомогою Euclid безпрецедентну кількість нових квазарів у первісному Всесвіті. Це відкриття є знаковим, оскільки воно не лише виявляє ці рідкісні яскраві квазари, а й більшу частину стародавньої популяції квазарів. Вони додали 12 нових квазарів із червоним зсувом понад 7, що відповідає першим 770 мільйонам років Всесвіту.

Два з найдавніших квазарів у цій групі, EUCL J1729+6410 та EUCL J1253+7054, мають червоні зсуви 7,77 та 7,69 відповідно, що встановлює новий рекорд для найдавніших відомих квазарів. Вони знаходяться на відстані трохи більше 13 мільярдів світлових років і з'явилися протягом перших 670 мільйонів років Всесвіту. Ці квазари були обрані з близько 3000 квадратних градусів неба, які були охоплені протягом перших 1,5 років спостережень у рамках програми Euclid Wide Survey, що представляє собою перші результати пошуку квазарів з високим червоним зсувом, здійсненого Euclid. Відбір кандидатів використовував кілька методів машинного навчання та ймовірнісних підходів до зображень Euclid, доповнених допоміжними даними, коли це було можливо. Спектроскопічні спостереження також проводилися за допомогою телескопів Keck, Magellan та Великого бінокулярного телескопа (LBT).

Серед нових відкриттів 12 квазарів мають червоний зсув z ≥ 7, що більше ніж удвічі перевищує кількість квазарів, відомих раніше на таких червоних зсувів. Квазар з найвищим червоним зсувом, EUCL J1729+6410, з z ≈ 7,77, встановлює новий рекорд червоного зсуву для квазара. Варто зазначити, що для виявлення перших десяти квазарів з червоним зсувом близько 7 знадобилося більше десяти років астрономам. Але завдяки Euclid, було виявлено більше за один рік.

Більшість квазарів, виявлених у цьому дослідженні, знаходяться в нижній частині розподілу яскравості квазарів. Два з цих квазарів мають значні радіо-еквіваленти (> 5 σ) в каталозі LoTSS, що підкреслює обнадійливу синергію між Euclid та мережею LOFAR для ідентифікації та характеристик популяції квазарів з високим червоним зсувом (z ∼ 7 і більше). Ці відкриття позначають значний прогрес у вивченні епохи космічної реіонізації, демонструючи безпрецедентну здатність Euclid розширювати межі дослідження квазарів залежно від червоного зсуву. Додаткові спостереження вже тривають, хоча багато з цих джерел є слабкими та важкими для спектроскопічної характеристики. Інструменти, такі як JWST, NOEMA та ALMA, будуть важливими для їх подальшої характеристики.

Другий найдавніший квазар, виявлений Яном та його колегами (EUCL J1253+7054), вже став об'єктом більш глибокого дослідження, проведеного Сільвією Белладиттою та її командою. Ці спостереження виявили, що квазар захований у пиловій та газовій галактиці, де активно формуються нові зірки, що дає уявлення про те, як може виглядати галактика-господар надмасивної чорної діри.

Ці відкриття підтверджують трансформуючу роль Euclid у виявленні квазарів з високим червоним зсувом. Вони прокладають шлях для майбутніх досліджень про примітивні галактики, що містять квазари, зростання надмасивних чорних дір та міжгалактичне середовище в епоху реіонізації.

Результати, представлені тут, загалом узгоджуються з прогнозами, які зробила команда Euclid у 2019 році. Астрономи передбачили, що повинно існувати близько 20 квазарів з z ≥ 7 на 3000 квадратних градусах у спектральному діапазоні JE телескопа, і Ян та інші ідентифікували 14 з цією характеристикою серед своїх 31 нових відкриттів. Звичайно, дослідження та спектроскопічний моніторинг ще не завершені (особливо в південній півкулі), тому це порівняння є попереднім; але воно може вказувати на те, що деякі функції яскравості квазарів існуючі недооцінюють чисельну щільність на червоному зсуві z ≥ 7 для слабкояскравих квазарів.

У своїх висновках дослідники вважають, що, оскільки зона спостереження Euclid розширюється, і підтвердження тривають, перші квазари з z > 8, ймовірно, будуть виявлені найближчим часом…

Джерело

Euclid: Відкриття 31 нового квазара з 6,6 < z < 7,8

D. Yang та ін.

Astronomy & Astrophysics (6 липня 2026)

https://doi.org/10.1051/0004-6361/202658883

Ілюстрація

15 віддалених квазарів з 31 спостереженого з Euclid [в центрі кожного зображення] (ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA, обробка зображень від наукового сегменту Euclid Science Ground Segment та Антуана Бассета (CNES))