1
kvasaari, jota kutsutaan nimellä J0313-1806, nähdään sellaisena kuin se oli silloin, kun maailmankaikkeus oli vain 670 miljoonaa vuotta vanha, ja se tarjoaa tähtitieteilijöille arvokasta tietoa siitä, miten massiiviset galaksit — ja niiden ytimissä olevat supermassiiviset mustat aukot — syntyivät varhaisessa maailmankaikkeudessa. Tutkijat esittelivät havaintonsa American Astronomical Societyn kokouksessa, joka on nyt käynnissä käytännöllisesti katsoen, ja Astrophysical Journal Letters-lehteen hyväksytyssä paperissa.
Uusi discovery päihittää kvasaarin kolmen vuoden takaisen aiemman matkaennätyksen. Havainnot Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) Chilessä vahvistivat etäisyysmittauksen erittäin tarkasti.
kvasaarit syntyvät, kun galaksin ytimessä olevan supermassiivisen mustan aukon voimakas painovoima vetää sisäänsä ympäröivää materiaalia, joka muodostaa ylikuumennetusta materiaalista koostuvan kiekon mustan aukon ympärille. Prosessi vapauttaa valtavia määriä energiaa, mikä tekee kvasaarista äärimmäisen kirkkaan, ja usein se ohittaa muun galaksin.
j0313-1806: n ytimessä oleva musta aukko on kaksi kertaa suurempi kuin edellisen ennätyksen haltijan, ja tämä seikka antaa tähtitieteilijöille arvokkaan vihjeen tällaisista mustista aukoista ja niiden vaikutuksesta isäntägalakseihinsa.
”tämä on varhaisin todiste siitä, miten supermassiivinen musta aukko vaikuttaa sitä ympäröivään galaksiin”, sanoi Feige Wang, Hubble-tutkija Arizonan yliopiston Steward observatoriossa ja tutkimusryhmän johtaja. ”Vähemmän kaukaisista galakseista tehtyjen havaintojen perusteella tiedämme, että tämän on tapahduttava, mutta emme ole koskaan nähneet sen tapahtuvan näin varhain maailmankaikkeudessa.”
j0313-1806: n mustan aukon valtava massa näin varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuden historiaa sulkee pois kaksi teoreettista mallia siitä, miten tällaiset kappaleet muodostuivat, tähtitieteilijät sanoivat. Ensimmäisessä näistä malleista yksittäiset massiiviset tähdet räjähtävät supernovina ja romahtavat mustiksi aukoiksi, jotka sitten yhtyvät suuremmiksi mustiksi aukoiksi. Toisessa tiheät tähtijoukot romahtavat massiiviseksi mustaksi aukoksi. Kummassakin tapauksessa prosessi kestää kuitenkin liian kauan, ennen kuin saamme aikaan j0313-1806: n kokoisen mustan aukon.
”tämä kertoo siitä, että mitä tahansa teetkin, tämän mustan aukon siemen on täytynyt muodostua eri mekanismilla”, sanoi Xiaohui Fan, joka on myös Arizonan yliopistosta. ”Tässä tapauksessa, se on mekanismi, joka sisältää valtavia määriä alkukantaista, kylmää vetykaasua suoraan romahtamassa siemenen mustaan aukkoon.”
j0313-1806: n Alma-havainnot antoivat kiehtovia yksityiskohtia kvasaarien isäntägalaksista, joka muodostaa uusia tähtiä nopeudella, joka on 200 kertaa suurempi kuin Linnunratamme. ”Tämä on suhteellisen korkea tähtien muodostumisnopeus samanikäisissä galakseissa, ja se osoittaa, että kvasaarien isäntägalaksi kasvaa hyvin nopeasti”, sanoi raportin toinen kirjoittaja Jinyi Yang, joka on Peter A. Strittmatter-tutkija Arizonan yliopistossa.
kvasaarin kirkkaus osoittaa, että musta aukko nielee vuosittain 25 aurinkoa vastaavan määrän. Tähtitieteilijät sanoivat, että tuon nopean syötön vapauttama energia todennäköisesti saa aikaan voimakkaan ulosvirtauksen ionisoitunutta kaasua, jonka nähdään liikkuvan noin 20 prosentin valonnopeudella.
tällaisten ulosvirtausten arvellaan lopulta pysäyttävän tähtien muodostumisen galaksissa.
”uskomme, että nuo supermassiiviset mustat aukot olivat syy siihen, miksi monet suurista galakseista lakkasivat jossain vaiheessa muodostamasta tähtiä”, Fan sanoi. ”Havaitsemme tämän’ sammumisen ’ myöhempinä aikoina, mutta tähän mennessä emme tienneet, kuinka varhain tämä prosessi alkoi maailmankaikkeuden historiassa. Tämä kvasaari on varhaisin todiste siitä, että sammuminen on saattanut tapahtua hyvin varhaisina aikoina.”
tämäkin prosessi jättää mustan aukon ilman mitään syötävää ja pysäyttää sen kasvun, Fan huomautti.
Alman lisäksi tähtitieteilijät käyttivät 6,5-metristä Magellan Baade-teleskooppia, Gemini North-teleskooppia ja W. M. Keckin observatoriota Havaijilla sekä Gemini South-teleskooppia Chilessä.
tähtitieteilijät aikovat jatkaa J0313-1806: n ja muiden kvasaarien tutkimista maahan ja avaruuteen sijoitetuilla teleskoopeilla.
the National Radio Astronomy Observatory on National Science Foundationin laitos, jota ylläpitää Associated Universities, Inc.