1
kvasaren, kaldet J0313-1806, ses som den var, da Universet kun var 670 millioner år gammelt og giver astronomer værdifuld indsigt i, hvordan massive galakser-og de supermassive sorte huller i deres kerner-dannede sig i det tidlige Univers. Forskerne præsenterede deres resultater for American Astronomical Society ‘ s møde, der nu er i gang næsten, og i et papir accepteret til Astrophysical Journal Letters.
den nye opdagelse slår den tidligere afstandsrekord for et kvasarsæt for tre år siden. Observationer med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile bekræftede afstandsmålingen til høj præcision.
kvasarer opstår, når den kraftige tyngdekraft af et supermassivt sort hul ved en galakses kerne trækker omgivende materiale ind, der danner en kredsende skive af overophedet materiale omkring det sorte hul. Processen frigiver enorme mængder energi, hvilket gør kvasaren ekstremt lys og ofte overskygger resten af galaksen.
det sorte hul i kernen af J0313-1806 er dobbelt så massivt som den tidligere rekordindehaver, og det faktum giver astronomer et værdifuldt fingerpeg om sådanne sorte huller og deres indflydelse på deres værtsgalakser.
“dette er det tidligste bevis på, hvordan et supermassivt sort hul påvirker galaksen omkring det,” sagde Feige Vang, en Hubble-stipendiat ved University of Arisonas Observatorium og leder af forskerteamet. “Fra observationer af mindre fjerne galakser ved vi, at dette skal ske, men vi har aldrig set det ske så tidligt i universet.”
den enorme masse af j0313-1806 ‘ s sorte hul på et så tidligt tidspunkt i Universets historie udelukker to teoretiske modeller for, hvordan sådanne objekter dannede sig, sagde astronomerne. I den første af disse modeller eksploderer individuelle massive stjerner som supernovaer og kollapser i sorte huller, der derefter samles i større sorte huller. I det andet kollapser tætte klynger af stjerner i et massivt sort hul. I begge tilfælde tager processen imidlertid for lang tid at producere et sort hul så massivt som det i J0313-1806 i den alder, hvor vi ser det.
“dette fortæller dig, at uanset hvad du gør, skal frøet til dette sorte hul være dannet af en anden mekanisme,” sagde han. “I dette tilfælde er det en mekanisme, der involverer store mængder primordial, kold brintgas, der direkte kollapser i et frø sort hul.”
ALMA-observationerne fra J0313-1806 gav forjættende detaljer om kvasarværtsgalaksen, som danner nye stjerner med en hastighed på 200 gange så høj som vores Mælkevej. “Dette er en relativt høj stjernedannelseshastighed i galakser af samme alder, og det indikerer, at kvasarværtsgalaksen vokser meget hurtigt,” sagde Jinyi Yang, den anden forfatter af rapporten, som er en Peter A. Strittmatter-stipendiat ved Universitetet i ARI.
kvasarens lysstyrke indikerer, at det sorte hul sluger svarende til 25 Soler hvert år. Den energi, der frigives ved den hurtige fodring, sagde astronomerne, sandsynligvis driver en kraftig udstrømning af ioniseret gas, der ses i bevægelse med omkring 20 procent af lysets hastighed.
sådanne udstrømninger menes at være det, der i sidste ende stopper stjernedannelse i galaksen.
“vi tror, at disse supermassive sorte huller var grunden til, at mange af de store galakser stoppede med at danne stjerner på et tidspunkt,” sagde Fan. “Vi observerer denne’ slukning ‘ på senere tidspunkter, men indtil nu vidste vi ikke, hvor tidligt denne proces begyndte i Universets historie. Denne kvasar er det tidligste bevis for, at slukning kan have fundet sted på meget tidlige tidspunkter.”
denne proces vil også efterlade det sorte hul med intet tilbage at spise og stoppe dets vækst, påpegede Fan.
foruden Alma brugte astronomerne det 6,5 meter store Magellan Baade-teleskop, Gemini North-teleskopet og Observatoriet i Chile og Gemini South-teleskopet i Chile.
astronomerne planlægger at fortsætte med at studere J0313-1806 og andre kvasarer med jordbaserede og rumbaserede teleskoper.
National Radio Astronomy Observatory er en facilitet under National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.