Используя Hyper Suprime-Cam (HSC) на телескопе Субару, ученые сумели идентифицировать примерно 200 протоскоплений – предшественники галактических скоплений в ранней Вселенной (12 млрд. лет назад). Они также выявили, что квазары не склонны находиться в протоскоплениях. Однако, если есть один, то поблизости должен быть и второй. Результаты вызывают сомнения в вопросе связи протоскоплений и квазаров.
В пространстве галактики распределены равномерно. Есть определенные места, именованные скоплениями, где десятки и сотни галактик расположены близко друг к другу. Другие галактики изолированы. Чтобы выяснить, как и почему формируются скопления, важно изучить не только зрелых представителей в реальном времени, но и наблюдать за протоскоплениями, которые еще только формируются.
Скорость света конечна, поэтому наблюдение за удаленными объектами позволяет оглянуться назад во времени. К примеру, свет от объекта, проживающего на удаленности 1 млрд. световых лет от нас, фактически был выброшен 1 млрд. лет назад и с тех пор провел время в космическом путешествии. Наблюдая за светом, ученые способны видеть образ того, какой была Вселенная на тот момент.
Однако даже в такой перспективе протоскопления встречаются редко и за ними сложно наблюдать. Ранее было известно лишь 20 таких объектов. За удаленными протоскоплкениями тяжело следить напрямую, поэтому иногда используют квазары. Когда большой объем газа падает к центральной сверхмассивной черной дыре, то сталкивается с другим газом и раскаляется до экстремальных температур. Он начинает ярко светиться и становится квазаром. Идея состояла в том, что, когда многие галактики находятся близко друг к другу, слияние двух из них создаст неустойчивость и вызовет поступление газа в сверхмассивную черную дыру одной из галактик, создавая квазар. Однако из-за редкости квазаров и протоскоплений эту связь не удавалось подтвердить наблюдательно.
Чтобы осознать природу протоскоплений в ранней Вселенной, понадобится больший объем наблюдений. Сейчас ученые проводят беспрецедентный широкомасштабный систематический обзор протоскоплений в телескоп Субару. Исследователям уже удалось выявить 200 регионов, в которых собрались галактики и сформировали протоскопления 12 млрд. лет назад.
Исследователи также рассмотрели связь между протоскоплениями и квазарами. Они изучили 151 квазар в ту же эпоху и выяснили, что большая их часть не приближена к сверхплотным галактическим областям. Фактически наиболее яркие квазары избегают самых плотных участков. Данные говорят о том, что квазары не выступают хорошим индикатором протоскоплений, а для объяснения их активности понадобятся механизмы, отличные от галактических слияний.
Однако ученые нашли две пары квазаров, проживающих в протоскоплениях. Это редкое явление, и оно намекает на возможность того, что активность квазара синхронна в среде протоскоплений. Наблюдения HSC важны, потому что позволили впервые систематически изучить протоскопления. К моменту завершения обзора ученые планируют найти тысячи протоскоплений.