1
de quasar, genaamd J0313-1806, wordt gezien zoals het was toen het universum slechts 670 miljoen jaar oud was en geeft astronomen waardevol inzicht in hoe massieve sterrenstelsels — en de superzware zwarte gaten in hun kern — gevormd werden in het vroege universum. De wetenschappers presenteerden hun bevindingen aan de vergadering van de American Astronomical Society, die nu virtueel aan de gang is, en in een paper aanvaard voor de Astrophysical Journal Letters.
de nieuwe discovery verslaat het vorige afstandsrecord voor een quasar dat drie jaar geleden werd ingesteld. Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) in Chili bevestigden de afstandsmeting tot hoge precisie.Quasars komen voor wanneer de krachtige zwaartekracht van een superzwaar zwart gat in de kern van een melkwegstelsel materiaal aantrekt dat een ronddraaiende schijf van oververhit materiaal rond het zwarte gat vormt. Het proces geeft enorme hoeveelheden energie af, waardoor de quasar extreem helder is, vaak beter dan de rest van het sterrenstelsel.
het zwarte gat in de kern van J0313-1806 is twee keer zo groot als dat van de vorige recordhouder en dat feit geeft astronomen een waardevolle aanwijzing over zulke zwarte gaten en hun invloed op hun sterrenstelsels.”Dit is het vroegste bewijs van hoe een superzwaar zwart gat het sterrenstelsel eromheen beïnvloedt,” zei Feige Wang, een Hubble Fellow aan de Universiteit van Arizona ‘ s Steward Observatory en leider van het onderzoeksteam. “Uit waarnemingen van minder verre sterrenstelsels weten we dat dit moet gebeuren, maar we hebben het nog nooit zo vroeg in het heelal gezien.”
de enorme massa van het zwarte gat van J0313-1806 op zo ‘ n vroeg moment in de geschiedenis van het heelal sluit twee theoretische modellen uit voor hoe dergelijke objecten gevormd werden, zeiden de astronomen. In het eerste van deze modellen exploderen individuele massieve sterren als supernova ‘ s en storten ze in tot zwarte gaten die dan samensmelten tot grotere zwarte gaten. In de tweede vallen dichte sterrenhopen samen tot een enorm zwart gat. In beide gevallen duurt het proces echter te lang om een zwart gat te produceren dat zo massief is als dat in J0313-1806 door de leeftijd waarop we het zien.
“dit vertelt je dat het niet uitmaakt wat je doet, het zaad van dit zwarte gat moet zijn gevormd door een ander mechanisme,” zei Xiaohui Fan, ook van de Universiteit van Arizona. “In dit geval is het een mechanisme waarbij grote hoeveelheden oer, koud waterstofgas direct instort in een zaadzwart gat.”
de ALMA-waarnemingen van J0313-1806 gaven prikkelende details over het Quasar-gaststelsel, dat nieuwe sterren vormt met een snelheid van 200 keer die van onze Melkweg. “Dit is een relatief hoge stervormingssnelheid in sterrenstelsels van vergelijkbare leeftijd, en het geeft aan dat de quasar-gastheer-Melkweg zeer snel groeit,” zei Jinyi Yang, de tweede auteur van het rapport, die een Peter A. Strittmatter Fellow is aan de Universiteit van Arizona.
de helderheid van de quasar geeft aan dat het zwarte gat het equivalent van 25 zonnen per jaar inslikt. De energie die vrijkomt door die snelle voeding, zeiden de astronomen, is waarschijnlijk het voeden van een krachtige uitstroom van geïoniseerd gas gezien bewegen op ongeveer 20 procent van de snelheid van het licht.
dergelijke uitstromen zouden uiteindelijk de stervorming in het melkwegstelsel stoppen.
“we denken dat die superzware zwarte gaten de reden waren waarom veel van de grote sterrenstelsels op een gegeven moment stopten met het vormen van sterren,” zei Fan. “We observeren dit ‘doven’ op latere tijden, maar tot nu toe wisten we niet hoe vroeg dit proces begon in de geschiedenis van het universum. Deze quasar is het vroegste bewijs dat het doven in zeer vroege tijden heeft plaatsgevonden.”
dit proces zal ook het zwarte gat met niets meer te eten verlaten en zijn groei stoppen, aldus Fan.
naast ALMA gebruikten de astronomen de 6,5-meter Magellan Baade telescoop, de Gemini North telescope en W. M. Keck Observatory in Hawaii en de Gemini South telescope in Chili.De astronomen zijn van plan om J0313-1806 en andere quasars verder te bestuderen met telescopen op de grond en in de ruimte.Het National Radio Astronomy Observatory is een faciliteit van de National Science Foundation, beheerd door Associated Universities, Inc.