Astronómovia objavili doteraz najvzdialenejší kvazar vzdialený viac ako 13 miliárd svetelných rokov

Umelcov dojem z J0313-1806. (NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva)

Galaxia vzdialená miliardy svetelných rokov je najvzdialenejšia svojho druhu, akú sme doteraz našli, a predstavuje ďalšiu výzvu pre naše modely čierna diera a formovanie galaxií a ponúka vzácny pohľad do raného vesmíru.

Volá sa J0313-1806, kvazar vzdialený viac ako 13 miliárd svetelných rokov od Zeme, plne sformovaný s neuveriteľne obrovskou supermasívnou čiernou dierou v strede a chrliaci novonarodené hviezdy zúrivou rýchlosťou - len 670 miliónov rokov po Veľký tresk .

Tím výskumníkov vedený univerzitou v Arizone dokonca našiel dôkazy o horúcom kvazare vetre, ktorý fúka zo supermasívnej čiernej diery v strede J0313-1806 rýchlosťou 20 percent rýchlosti svetla.



'Toto je najskorší dôkaz toho, ako supermasívna čierna diera ovplyvňuje svoju hostiteľskú galaxiu okolo nej,' povedal astronóm Feige Wang Steward Observatory v UArizone. 'Z pozorovaní menej vzdialených galaxií vieme, že sa to musí stať, ale nikdy sme to vo vesmíre nevideli tak skoro.'

Kvazary – skrátenie výrazu „ kvázi-hviezdne rádiové zdroje “ - sú neuveriteľne jasným výsledkom aktívneho galaktického jadra, so supermasívnou čiernou dierou, ktorá zhromažďuje materiál takou rýchlosťou, že generované teplo žiari po celom vesmíre. Jadro J0313-1806 zhromažďuje materiál rýchlosťou 25 hmôt Slnka za rok; ale je to tak ďaleko, že len kombinovaná sila niektorých našich najvýkonnejších teleskopov ho dokázala na úsvite času odhaliť ako infračervenú bodku.

Potom sa použilo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) v Čile na jeho podrobnejšie štúdium. Spoločne tieto pozorovania odhaľujú doteraz najvzdialenejší kvazar, čím prekonali doterajšieho držiteľa rekordov,J1342+0928o 20 miliónov rokov.

J1342+0928, identifikovaná 690 miliónov rokov po Veľkom tresku, bola dostatočne náročná, pretože supermasívna čierna diera dosahovala ohromných 800 miliónov hmotností Slnka. Ale J0313-1806 porazil ruku cez päsť - jej supermasívna čierna diera je dvakrát tak hmotná, s hmotnosťou 1,6 miliardy Slnka.

To je mimoriadne masívne tak krátko po Veľkom tresku – a príliš masívne pre niektoré z našich súčasných modelov. Jeden z modelov navrhuje, že supermasív čierne diery začať v malom a rásť pribúdaním hmoty. Ďalší navrhuje, že vznikajú priamym kolapsom hustých zhlukov hviezd.

Tieto modely môžu fungovať pre iné kvazary nachádzajúce sa vo vzdialenom vesmíre, ako napríklad J1342+0928, ale nie pre J0313-1806. Aj keby sa supermasívna čierna diera J0313-1806 vytvorila približne 100 miliónov rokov po Veľkom tresku a rástla tak rýchlo, ako to modelovanie dovoľuje, stále by musela začať na 10 000 hmotnostiach Slnka hneď od začiatku, vypočítal tím.

Existuje však aj tretia možnosť.

'To vám hovorí, že bez ohľadu na to, čo robíte, zárodok tejto čiernej diery musel vzniknúť iným mechanizmom.' povedal astronóm Xiaohui Fan z oddelenia astronómie UArizona. 'V tomto prípade ide o taký, ktorý zahŕňa obrovské množstvo prvotného studeného vodíkového plynu, ktorý sa priamo zrúti do zárodočnej čiernej diery.'

Existujú aj iné dôvody, prečo je J0313-1806 fascinujúcim objektom. Existuje rýchlosť tvorby hviezd, približne 200 hmotností Slnka za rok, čo ju klasifikuje ako galaxiu, ktorú nazývame hviezdokopy. Toto je intenzívna etapa v živote galaxie; pri takých vysokých rýchlostiach tvorby hviezd je to len otázkou času skôr, než sa minie všetok hviezdotvorný materiál.

A ten kvazarový vietor – extrémne horúce výlevy plazmy z akrečného disku materiálu víriaceho okolo supermasívnej čiernej diery – ničomu nepomáha. Tieto vetry odstraňujú chladný hviezdotvorný plyn z galaxie, o ktorom sa predpokladá, že nakoniec uhasí alebo uhasí tvorbu hviezd.

'Myslíme si, že tieto supermasívne čierne diery boli dôvodom, prečo mnohé z veľkých galaxií v určitom bode prestali vytvárať hviezdy,' Povedal Fan .

'Pozorujeme toto 'zhášanie' pri nižších červených posunoch, ale doteraz sme nevedeli, ako skoro sa tento proces začal v histórii vesmíru. Tento kvazar je najskorším dôkazom toho, že k ochladzovaniu mohlo dôjsť vo veľmi skorých časoch.“

Nakoniec ani v blízkosti nezostane nič, čo by supermasívna čierna diera mohla pohltiť, a jej žiarivý žiar stmavne, aspoň z nášho pohľadu. Keďže svetlo, ktoré k nám dorazilo z J0313-1806, je staré 13,03 miliardy rokov, galaxia teraz pravdepodobne vyzerá veľmi odlišne od toho, čo vidíme.

Napriek tomu kvazar, aostatným sa to páči, tvoria rastúci katalóg, ktorý astronómom pomáha poskladať tajomstvá o tom, ako náš vesmír vzplanul k životu. A keďže naše nástroje budú stále citlivejšie, bude aj naďalej rásť naše chápanie začiatku všetkého.

'Budúce pozorovania,' povedal Wang ,,mohlo by to umožniť podrobnejšie rozlíšiť kvazar, ukázať štruktúru jeho odtoku a ako ďaleko vietor zasahuje do jeho galaxie, a to by nám dalo oveľa lepšiu predstavu o jeho evolučnom štádiu.'

Výskum bol prezentovaný na 237. stretnutie Americkej astronomickej spoločnosti . Prijalo to aj The Astrophysical Journal Letters , a je k dispozícii na arXiv .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.