1
a kvazár, a J0313-1806, úgy néz ki, mint amikor az univerzum csak 670 millió éves volt, és értékes betekintést nyújt a csillagászoknak arról, hogy a hatalmas galaxisok-és a magjaiknál lévő szupermasszív fekete lyukak-hogyan alakultak ki a korai univerzumban. A tudósok az Amerikai Csillagászati Társaság (American Astronomical Society) találkozóján mutatták be eredményeiket, amely most gyakorlatilag folyamatban van, és az Astrophysical Journal Letters-nek elfogadott tanulmányban.
az új felfedezés megdönti a három évvel ezelőtt felállított kvazár korábbi távolságrekordját. A chilei Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) megfigyelései megerősítették a távolságmérést nagy pontossággal.
kvazárok akkor fordulnak elő, amikor egy szupermasszív fekete lyuk erőteljes gravitációja a galaxis magjában a környező anyagot vonzza, amely a fekete lyuk körül keringő, túlhevített anyagból álló korongot képez. A folyamat hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, így a kvazár rendkívül fényes, gyakran túlragyogja a galaxis többi részét.
a J0313-1806 magjában lévő fekete lyuk kétszer akkora tömegű, mint az előző rekorderé, és ez a tény értékes információkkal szolgál a csillagászoknak az ilyen fekete lyukakról és azok gazdagalaxisukra gyakorolt hatásáról.
“ez a legkorábbi bizonyíték arra, hogy egy szupermasszív fekete lyuk hogyan hat a körülötte lévő galaxisra” – mondta Feige Wang, az Arizonai Egyetem Steward Obszervatóriumának Hubble munkatársa, a kutatócsoport vezetője. “A kevésbé távoli galaxisok megfigyeléseiből tudjuk, hogy ennek meg kell történnie, de még soha nem láttuk, hogy ilyen korán történt volna az univerzumban.”
a J0313-1806 fekete lyuk hatalmas tömege az univerzum történelmének ilyen korai szakaszában kizár két elméleti modellt arra vonatkozóan, hogy az ilyen objektumok hogyan keletkeztek. Az első ilyen modellben az egyes masszív csillagok szupernóvákként robbannak fel, és fekete lyukakká omlanak össze, amelyek aztán nagyobb fekete lyukakká egyesülnek. A másodikban a csillagok sűrű klaszterei hatalmas fekete lyukká összeomlanak. Mindkét esetben azonban a folyamat túl sokáig tart ahhoz, hogy olyan hatalmas fekete lyukat hozzon létre, mint a J0313-1806-ban, abban a korban, amikor látjuk.
“ez azt jelenti, hogy nem számít, mit csinálsz, ennek a fekete lyuknak a magja egy másik mechanizmusnak kell lennie” – mondta Xiaohui Fan, Az Arizonai Egyetem munkatársa. “Ebben az esetben ez egy olyan mechanizmus, amely magában foglalja a hatalmas mennyiségű ősi, hideg hidrogéngázt, amely közvetlenül összeomlik egy mag fekete lyukba.”
a J0313-1806 ALMA megfigyelései kínzó részleteket szolgáltattak a kvazár gazda galaxisról, amely új csillagokat képez a Tejútrendszerünk 200-szorosa. “Ez viszonylag magas csillagkeletkezési arány a hasonló korú galaxisokban, és azt jelzi, hogy a kvazárgazdag galaxis nagyon gyorsan növekszik” – mondta Jinyi Yang, a jelentés második szerzője, Peter A. Strittmatter munkatársa az Arizonai Egyetemen.
a kvazár fényessége azt jelzi, hogy a fekete lyuk évente 25 napnak felel meg. A csillagászok szerint a gyors táplálás által felszabaduló energia valószínűleg az ionizált gáz erőteljes kiáramlását táplálja, amely a fénysebesség körülbelül 20% – án mozog.
úgy gondolják, hogy az ilyen kiáramlások végső soron megállítják a csillagképződést a galaxisban.
“úgy gondoljuk, hogy ezek a szupermasszív fekete lyukak voltak az okai annak, hogy a nagy galaxisok egy bizonyos ponton abbahagyták a csillagok képződését” – mondta Fan. “Megfigyeljük ezt a “kioltást” a későbbi időkben, de mostanáig nem tudtuk, hogy ez a folyamat milyen korán kezdődött az univerzum történetében. Ez a kvazár a legkorábbi bizonyíték arra, hogy a kioltás nagyon korai időkben történhetett.”
ez a folyamat azt is eredményezi, hogy a fekete lyuknak nincs mit ennie, és megállítja a növekedését ” – mutatott rá Fan.
az ALMA mellett a csillagászok a 6,5 méteres Magellan Baade teleszkópot, a Gemini North telescope-ot és a W. M. Keck Observatory-t Hawaii-ban, valamint a Gemini South telescope-ot Chilében használták.
a csillagászok azt tervezik, hogy folytatják a J0313-1806 és más kvazárok tanulmányozását földi és űrteleszkópokkal.
a National Radio Astronomy Observatory a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc.együttműködési megállapodás alapján működtet.