tähtitieteilijät ovat löytäneet kaukaisimman ja vanhimman yksittäisen radiopäästöjen lähteen tunnetusta maailmankaikkeudesta. Tuo lähde on yksi maailmankaikkeuden voimakkaimmista hiukkaskiihdyttimistä: kvasaari, joka on 13 miljardin valovuoden päässä Maasta, sylkee hiukkassuihkuja lähes valonnopeudella.
kvasaarit ovat maailmankaikkeuden vanhimpia, kaukaisimpia, massiivisimpia ja kirkkaimpia kappaleita. Ne muodostavat galaksien ytimiä, joissa nopeasti pyörivä supermassiivinen musta aukko ahmii kaikkea ainetta, joka ei voi paeta painovoimaansa. Samalla kun musta aukko ahmii tätä ainetta, se myös räjäyttää suunnattoman määrän säteilyä, joka yhdessä voi olla yli biljoona kertaa kirkkaampaa kuin kirkkaimmat tähdet, mikä tekee kvasaareista kirkkaimpia kohteita havaittavassa maailmankaikkeudessa.
sukua: Maailmankaikkeuden 12 oudointa kohdetta
”iven, että nämä esineet ovat niin valovoimaisia, että ne voidaan havaita hyvin kaukana”, Chiara Mazzucchelli, joka johti löytöä yhdessä Eduardo Bañadosin kanssa, kertoi Live Sciencelle. ”Kun Linnunradan kaltaiset galaksit ovat liian heikkoja havaittaviksi ja tutkittaviksi näillä etäisyyksillä, Voimme käyttää näitä hyvin valovoimaisia kvasaareja tutkiaksemme maailmankaikkeuden ollessa hyvin nuori. Puhumme ajasta, jolloin ensimmäiset tähdet ja galaksit muodostuivat.”
erityisesti tämä kvasaari, jonka nimi on P172+18, on jäänne noin 780 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen ja paljastaa vihjeitä yhdestä maailmankaikkeuden varhaisimmista aikakausista — reionisaation aikakaudesta. Tämän jakson alussa maailmankaikkeutta verhosi tummasti pääosin yhtenäinen vetykaasupilvi. Tutkijat kutsuvat tätä aikaa maailmankaikkeuden pimeäksi ajaksi, koska suurin osa säteilevästä valosta absorboitui nopeasti neutraalisti varautuneeseen kaasuun. Lopulta painovoima romahdutti alkukaasun ensimmäisiin tähtiin ja kvasaareihin, jotka alkoivat kuumentaa ja ionisoida ympäröiviä kaasuja, jolloin valo pääsi läpi.
Mazzucchelli, joka työskenteli tähtitieteilijänä Euroopan eteläisessä observatoriossa Chilessä, ja Bañados, joka työskenteli tähtitieteilijänä Max Planck Institute for Astronomyssa Saksassa, havaitsivat kvasaarin ensimmäisen kerran käyttäessään Magellan-teleskooppeja Las Campanasin observatoriossa Chilessä. He havaitsivat mustan aukon ylä-ja alapuolella purkautuvien voimakkaiden hiukkassuihkujen jättämän radiojäljen. Superhiukkaset lähettävät valtavasti radioaaltoja. Tiedemiehet kutsuvat näitä kvasaareja ”radioäänekkäiksi” ja uskovat niiden kiihdytettyjen hiukkasten suihkuilla, joita nähdään vain noin 10%: ssa kvasaareista, olevan keskeinen rooli varhaisten galaksien kehityksessä.
kaukoputkien lisähavainnot, muun muassa Keckin observatorio Havaijilla ja Very Large Telescope Chilessä, osoittivat, että P172+18 on lähes 300 miljoonaa kertaa Aurinkoa massiivisempi ja kuuluu nopeimmin koskaan löydettyihin kvasaareihin. Ongelmana on, että tiedemiehet eivät tiedä, miten mustasta aukosta tuli niin massiivinen näin varhain maailmankaikkeudessa. Radiosuihkut voivat olla selitys.
”teoreettiset tutkimukset sanovat, että radiosuihkujen läsnäolo voi lisätä nopeutta, jolla musta aukko syö Materiaa, mikä tarkoittaa, että ne voivat mahdollistaa mustan aukon kasvun paljon nopeammin ja saattaa selittää, miksi ne ovat niin massiivisia niin aikaisin”, Mazzucchelli sanoi. ”Samalla radiosuihkut voivat myös vaikuttaa kvasaaria ympäröivään galaksiin vaikuttamalla siihen, miten tähdet muodostuvat.”
mustan aukon ruokintavimma ei kuitenkaan välttämättä kestänyt kauaa. Kun tähtitieteilijät vertasivat viimeisimpiä havaintojaan yli kaksi vuosikymmentä aikaisemmin tehtyyn taivaankartoitukseen, he havaitsivat kvasaarin menettäneen puolet kirkkaudestaan, mikä oli merkki siitä, että kvasaari oli mahdollisesti saavuttamassa elämänsä viimeiset vaiheet.
Majakat pimeässä
Mazzucchelli kuvasi kvasaarit kaukaisiksi taskulampuiksi, jotka valaisevat tietyn ajan ja paikan maailmankaikkeuden historiassa. Jokainen löydetty uusi kvasaari paljastaa uuden kohdan aikajanassa alkuräjähdyksen ja tämän päivän universumin välillä. Hän on toiveikas, että tutkimusryhmä löytää lähistöltä tulevaisuudessa paljon lisää kvasaareja.
itse asiassa pian P172+18: n löytämisen jälkeen tähtitieteilijät löysivät lähistöltä toisen radioaaltojen majakan. Jos lisähavainnot vahvistavat, että tämä kumppaniradiolähde sijaitsee samalla etäisyydellä kuin kvasaarikin, se voi olla kaukaisin koskaan löydetty aktiivinen galaksipari. Tutkijat toivovat, että NASAn James Webb-avaruusteleskoopin kaltaiset teleskoopit pystyisivät määrittämään radiolähteen tarkan etäisyyden.
tutkijoiden havainnot julkaistaan Astrophysical Journal-lehden tulevassa numerossa.
julkaistu alun perin Live Science-sivustolla.