Odkrycie kwazara ustanawia nowy rekord odległości

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył najodleglejszego znanego kwazara – kosmicznego potwora znajdującego się ponad 13 mld lat świetlnych od Ziemi, zasilanego przez supermasywną czarną dziurę, który jest ponad 1,6 mld razy masywniejszy niż Słońce i ponad 1000 razy jaśniejszy niż cała Droga Mleczna.

Kwazar, zwany J0313–1806, widziany jest w czasie, gdy Wszechświat miał zaledwie 670 milionów lat, co dostarcza astronomom cennych informacji na temat tego, w jaki sposób masywne galaktyki – i supermasywne czarne dziury w ich centrach – powstały we wczesnym Wszechświecie. Jego przesunięcie ku czerwieni oszacowano na z=7,64. Poprzedni rekordziści wykazywali z≥7,5.

Nowe odkrycie bije rekord odległości dla kwazara, ustanowiony poprzednio trzy lata temu. Obserwacje za pomocą ALMA w Chile potwierdziły wysoką precyzję pomiaru obserwacji.

Kwazary pojawiają się, gdy potężna grawitacja supermasywnej czarnej dziury w jądrze galaktyki wciąga otaczającą materię, która tworzy krążący wokół niej dysk przegrzanej materii. Proces ten uwalnia ogromne ilości energii, przez co kwazar jest niezwykle jasny i często przyćmiewa resztę galaktyki.

Czarna dziura w centrum J0313–1806 jest dwa razy masywniejsza niż jej poprzednia rekordzistka, co daje astronomom cenną wskazówkę na temat takich czarnych dziur i ich wpływie na galaktyki macierzyste.

Ogromna masa czarnej dziury J0313–1806 w tak wczesnym okresie historii Wszechświata wyklucza dwa teoretyczne modele formowania się takich obiektów – stwierdzili astronomowie. W pierwszym z tych modeli pojedyncze masywne gwiazdy eksplodują jako supernowe i zapadają się w czarne dziury. W drugiej, gęste gromady gwiazd zapadają się w masywną czarną dziurę. Jednak w obu przypadkach proces tworzenia czarnej dziury trwa zbyt długo, aby wyprodukować tak masywną jak ta obserwowana w J0313–1806 w tak młodym jego wieku.

Obserwacje z ALMA dostarczyły kuszących szczegółów na temat galaktyki macierzystej tego kwazara, która tworzy nowe gwiazdy w tempie 200 razy większym niż nasza Droga Mleczna. „Jest to stosunkowo wysokie tempo powstawania gwiazd w galaktykach w podobnym wieku i wskazuje, że galaktyka macierzysta kwazara rośnie szybko” – powiedział Jinyi Yang, drugi autor raportu, który jest stypendystą Petera A. Strittmattera na Uniwersytet Arizony.

Jasność kwazara wskazuje, że czarna dziura połyka co roku równowartość 25 Słońc. Jak powiedzieli astronomowie, energia uwolniona przez to szybkie karmienie prawdopodobnie zasila potężny wypływ zjonizowanego gazu, który porusza się z prędkością ok. 20% prędkości światła.

Uważa się, że takie wypływy ostatecznie zatrzymują powstawanie gwiazd w galaktyce.

„Uważamy, że te supermasywne czarne dziury były przyczyną, dla której wiele dużych galaktyk przestało w pewnym momencie tworzyć gwiazdy. Obserwujemy to ‘wygaszanie’ w późniejszym czasie, ale do tej pory nie wiedzieliśmy, jak wcześnie rozpoczął się ten proces w historii Wszechświata. Ten kwazar jest najwcześniejszym dowodem na to, że proces wygaszania miał miejsce w bardzo wczesnym okresie” – powiedział Xiaohui Fan z University of Arizona.

Ten proces także pozostawi czarną dziurę bez niczego do jedzenia i zatrzyma jej wzrost, zauważył Fan.

Oprócz ALMA astronomowie wykorzystali 6,5-metrowy teleskop Magellan Baade, teleskop Gemini North i Obserwatorium Kecka na Hawajach oraz teleskop Gemini South w Chile.

Astronomowie planują kontynuować badanie J0313–1806 i innych kwazarów za pomocą teleskopów naziemnych i kosmicznych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NRAO

Vega

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *