Najsvetlejši kvazar iz zgodnjega vesolja sije kot 600 trilijon soncev

Po 800 milijonih letih po Velikem poku niso nastali prvi svetlobni viri. Tisti stari, briljantni, energetsko-gosti predmeti so nespremenljivo stari, in ulov enega od njih je zelo redko. Toda zahvaljujoč osupljivi zvezdni koincidenci, so znanstveniki, ki so predstavili na 233. srečanju Ameriškega astronomskega društva ta teden, povedali, da so opazili enega - in to je najsvetlejše, kar smo jih kdaj videli.

12,8 milijard let star kvazar - galaksija s supermasivno črno luknjo v središču, ki izloča delce z visoko energijo - se je astronomom pred kratkim zdela galaksija oddaljena 6 milijard svetlobnih let. To naključje je omogočilo, da je svetloba kvazarjev prešla skozi gravitacijsko popačenje bližje galaksije in v teleskope astronomov na Zemlji.

Vesoljski teleskop Hubble je posnel nekaj slik kvazarja, ki je dobil nenadzorovano ime J043947.08 + 163415.7, čeprav je bil 700 milijonov krat večji od sonca in 600 trilijonov krat svetlejši. Upogibni in povečevalni fenomen, ki ga je povzročila galaksija - imenovana gravitacijsko lečenje - je omogočila astronomom opazovanje kvazarja in določitev, da je najsvetlejši, kar jih je človek kdaj opazil iz zelo zgodnjega vesolja.

Mednarodna ekipa za odkritje, ki jo je vodil profesor astronomije Univerze v Arizoni Xiaohui Fan, je predstavila svoje ugotovitve na AAS v Seattlu, Washington v sredo. Fan pravi, da je on in njegovi sodelavci že od začetka vedeli, da so na nečem velikem, a sprva niso prepoznali, kako enkratno je bilo to odkritje.

"Takoj, ko smo lahko izmerili razdaljo, smo takoj vedeli, da je to poseben predmet v smislu njegove svetlosti," pravi. Inverse, »Vendar smo vzeli malo več časa, da smo ugotovili, da je gravitacijsko lečeno.«

Če ni bilo učinka lečenja, ki sta povečala svetlobo kvazarja faktor 50 in ga preusmerili proti Zemlji, bi astronomi popolnoma zamudili kvazar. Tudi pri teleskopu visoke ločljivosti, kot je vesoljski teleskop Hubble, bi se svetloba iz kvazarja po potovanju 12,8 milijard svetlobnih let zdela zelo šibka. Kljub temu, da je učinek lečenja povzročil, da je kvazar svetlejši, opazovanje, kot je ta, potrebuje dovolj oči, da potrdi, kaj se dogaja. In to je bilo!

Poleg Hubbla je sodelovala tudi mednarodna mreža teleskopov, ki je potrdila to ugotovitev, vključno z observatorijem Gemini, teleskopom James Clerk Maxwell, infra-rdečim teleskopom Združenega kraljestva (UKIRT), W.M. Observatorij Keck ter Panoramic Survey Telescope in sistem hitrega odzivanja (Pan-STARRS1).

»Nismo pričakovali, da bi lahko ta objekt videl tako zgodaj v vesolju. In ključni razlog je učinek leče, ki je povečal svetlost kvazarjev, «pravi Fan. "To je prvi objekt z lečami, odkrit v zgodnjem vesolju, čeprav je teorija napovedala, da mora obstajati približno 20 let."

»Torej je odkritje tega predmeta pravzaprav zelo lepa potrditev naše teorije,« dodaja.

Skupina je določila starost in razdaljo kvazarja, pojasnjuje Fan, z merjenjem rdečega premika valovne dolžine emisij iz vročega plina v kvazarju. Po opredelitvi podpisov plinov, ki jih oddaja kvazar - ki je vključeval vodik in ionizirani ogljik in magnezij - je ekipa uspela izmeriti, koliko so njihove pričakovane emisije premaknili s potovanjem skozi vesolje. Ta analiza je povedala zgodbo o supermasivni črni luknji, ki je 700 milijonov-krat večja od sonca - in tako svetla kot 600 trilijonov sonc.

Raziskava se trenutno pojavlja kot papir za tiskanje arXiv, vendar bo objavljen v prihajajoči številki Črke za astrofizikalne revije.

Naslednji koraki ekipe bodo prikazali popolnejšo sliko kvazarja in njegove okolice.

Opravljamo veliko nadaljnjih opazovanj, vključno z boljšim spektrom, ki bi lahko imel visoko občutljivost za sondiranje intergalaktičnega plina, in sliko, ki je še ostrejša od Hubble (z uporabo velikega milimetrskega polja Atacama), ki bo preučevala okolje supermasivnega črnega. luknja, ki napaja ta kvazar, «pravi Fan.