Dva iznimno sjajna izvora iz prvih 900 milijuna godina povijesti svemira izgledaju kao rijedak blizak par kvazara. U njihovim se središtima, prema procjenama astronoma, nalaze crne rupe s oko 1,5 milijardi i 400 milijuna Sunčevih masa. Astronomi još pokušavaju objasniti kako su crne rupe uspjele prikupiti toliko tvari u tako kratkom vremenu.
Sustav J1602+4228AB, nazvan Nāpōwawāʻenakaulua, istražio je tim Silvije Onorato opažanjima teleskopa James Webb i Gemini North. U radu objavljenom 10. studenoga u časopisu The Astrophysical Journal Letters opisuju ga kao kandidata za par s najmanjim poznatim razmakom među kvazarima iz epohe reionizacije. U tom je razdoblju zračenje prvih zvijezda i galaksija ioniziralo plin u svemiru.
Razmak manji od veličine velike galaksije
Izmjerena kutna udaljenost dvaju izvora iznosi tek 0,98 lučnih sekundi. Na njihovoj udaljenosti to odgovara razmaku u ravnini neba od približno 18.100 svjetlosnih godina. Stvarni prostorni razmak može biti veći jer opažanje ne otkriva izravno koliko je jedan izvor ispred drugoga.
Kvazar je snažno aktivno središte galaksije. Svjetlost koju opažamo ne dolazi iz same crne rupe, nego iz tvari koja se u njezinoj okolini zagrijava i zrači dok pada prema njoj. Takvo središte može sjajem nadmašiti ostatak galaksije, pa ga možemo vidjeti i iz vrlo ranih razdoblja svemira.
Webbov spektrograf NIRSpec otkrio je slabijeg susjeda već poznatog kvazara u sklopu pregleda Aether. Dodatna mjerenja spektara teleskopom Gemini North omogućila su detaljniju usporedbu izvora. Oba pokazuju široke emisijske linije, trag vrlo brzog gibanja plina u blizini aktivne crne rupe.
Dvije crne rupe ili dvije slike istog izvora?
Blizina na snimci sama po sebi ne potvrđuje da gledamo dva zasebna kvazara. Gravitacija galaksije između nas i udaljenog izvora može saviti svjetlost i stvoriti više slika istog objekta. Taj učinak naziva se gravitacijskom lećom.
U ovom slučaju razlike u spektrima, osobito u linijama koje otkrivaju gibanje ioniziranog plina, više odgovaraju dvama zasebnim izvorima. Ipak, u blizini slabijeg izvora vidi se i moguća galaksija u prednjem planu. Autori stoga daju prednost tumačenju stvarnog para, ali leću još ne mogu potpuno isključiti. Za to su potrebni detaljan model leće i dodatna provjera te galaksije.
Rijedak pogled na istodobni rast
Ako je riječ o stvarnom paru, on bi mogao pokazivati kako bliski susreti galaksija dovode plin prema objema središnjim crnim rupama. Sličnu fazu brzog rasta astronomi proučavaju i u zasebnom sustavu LID-1166, zaklonjenom prašinom.
Tim je u pregledu Aether pronašao jednog takvog susjeda. Dobivena učestalost znatno je iznad procjena koje se iz opažanja na velikim razmacima prenose na ovako male udaljenosti. No autori upozoravaju da su takva preračunavanja nesigurna i da jedan sustav nije dovoljan za pouzdan zaključak o cijeloj populaciji.
Objava zvjezdarnice NOIRLab ističe problem brzog nastanka tako masivnih crnih rupa. Daljnja opažanja trebala bi razjasniti prirodu para i gibanje plina između izvora, a potraga za dodatnim primjerima pokazati koliko su ovakvi sustavi bili česti.
