Крупномасштабная сверхплотность излучателей Лиман-альфа (LAE) вокруг квазара J0910–0414.
Фото: Ван и др., 2024 г.

Скопления галактик содержат от сотен до тысяч галактик, связанных гравитацией. Это самые огромные гравитационно-связанные структуры во Вселенной, которые могут служить отличными лабораториями для изучения эволюции галактик и космологии.

Особый интерес астрономов вызывают исследования протокластеров галактик, прародителей скоплений. Такие объекты, обнаруженные при высоких красных смещениях (более 2,0), могут предоставить важную информацию о ранних фазах Вселенной.

Недавно группа астрономов под руководством Фейджа Ванга из Обсерватории Стюарда использовала Hyper Suprime-Cam (HSC) на телескопе Subaru, Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA) и другие наземные объекты для наблюдения J0910–0414— светящийся квазар с красным смещением 6,63. В квазаре находится одна из самых массивных (около 3,6 миллиардов солнечных масс) сверхмассивных черных дыр с таким большим красным смещением. Благодаря этому это хорошее место для поиска сверхплотных галактик и, следовательно, новых скоплений галактик, а также самых ранних протокластеров.

«Наблюдения Subaru/HSC были получены с ноября 2019 года по январь 2020 года. Мы наблюдали это поле квазара с помощью фильтров i2, z и NB926, а время экспозиции на источнике составило 150 минут, 240 минут и 313 минут соответственно», — говорят исследователи в газете.

Наблюдения обнаружили протокластер, прикрепленный к J0910–0414, который включает как минимум три углеродные линии [C II] и 12 излучателей Лимана-альфа (LAE) на красном смещении квазара. На изображениях также виден двухпиковый ЛАЭ в окрестностях квазара.

Согласно исследованию, новооткрытый протокластер является одной из самых плотных структур, известных в ранней Вселенной. Более того, современная масса этой структуры оценивается примерно в 6,9 квадриллиона солнечных масс, то есть в три раза больше, чем у близлежащего скопления Кома. Это означает, что протокластер, о котором сообщается в статье, является самым массивным из обнаруженных при красном смещении выше 6,0.

Подводя итоги, команда Ванга подчеркнула, что эффективно выявлять сверхплотности галактик путем нацеливания на поля квазаров как с помощью ALMA, так и с помощью узкополосных наблюдений, что было доказано открытием нового протокластера.

«Будущие мозаичные наблюдения ALMA, широкоугольные узкополосные изображения и наблюдения квазаров в EoR [Эпоха реионизации] JWST [космическим телескопом Джеймса Уэбба] позволят нам не только идентифицировать сверхплотность галактик в EoR, но и изучить зависимость от окружающей среды», — заключают ученые.