Телескоп Уэбба обнаружил столкновение квазара с галактикой

Наблюдения были проведены с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) на борту JWST. Целью исследования стало взаимодействие между квазаром внутри системы PJ308-21 и двумя массивными галактиками-спутниками в области Вселенной с красным смещением z = 6,2342, что эквивалентно собственному расстоянию (учитывает продолжающееся расширение пространства-времени) в 27,8 миллиарда световых лет и возрасту Вселенной менее миллиарда лет.

Несмотря на огромную удаленность квазара, NIRSpec удалось получить спектр объекта с погрешностью менее одного процента на пиксель. Для каждого пикселя изображения можно было наблюдать спектр всего оптического диапазона (в системе покоя источника), смещенный в инфракрасную сторону расширением Вселенной. Это позволило изучать различные эмиссионные линии (образованные нагретым веществом, переизлучающим свет) в трехмерном пространстве.

Галактика PJ308-21, содержащая активное галактическое ядро (АГЯ), продемонстрировала высокую металличность, то есть характеризовалась обилием элементов тяжелее водорода и гелия, и условия фотоионизации, типичные для АГЯ. В то же время одна из галактик-спутников имела низкую металличность, а ее фотоионизация была вызвана образование новых звезд. У второй галактики-спутника, частично фотоионизированной квазаром, металличность была выше.

Масса сверхмассивной черной дыры в центре системы составляет около двух миллиардов солнечных масс. Также было подтверждено, что квазар и окружающие его галактики находятся на пике эволюции касательно обогащения металлами и прироста массы.

Как сверхмассивные черные дыры в центре квазаров с высоким красным смещением, так и галактики, в которых они находятся, претерпевают чрезвычайно эффективный и бурный рост уже в первый миллиард лет существования Вселенной, чему способствует богатая галактическая среда, в которой формируются эти источники.