Astronomer har oppdaget den fjerneste og eldste enkeltkilden til radioutslipp i det kjente universet. Den kilden er en av universets kraftigste partikkelakseleratorer: en kvasar 13 milliarder lysår fra Jorden spytter partikkelstråler med nesten lysets hastighet.
Kvasarer er noen av de eldste, fjerneste, mest massive og mest lyssterke objektene i universet. De utgjør kjernene til galakser hvor et raskt spinnende supermassivt svart hull kløfter på alt saken som ikke klarer å unnslippe sin gravitasjonsgrep. Mens det sorte hullet fortærer denne saken, sprenger det også ut en enorm mengde stråling som samlet kan være mer enn en trillion ganger mer lysende enn de lyseste stjernene, noe som gjør kvasarer til de lyseste objektene i det observerbare universet.
Relatert: De 12 merkeligste objektene i universet
«selv om disse objektene er så lysende at de kan observeres veldig langt unna,» Sa Chiara Mazzucchelli, som ledet oppdagelsen sammen Med Eduardo Bañ, Til Live Science. «Når galakser som Melkeveien er for svake til å bli oppdaget og studert på disse avstandene, kan vi bruke disse svært lysende kvasarene til å studere da universet var veldig ungt. Vi snakker om en tid da de første stjernene og galaksene ble dannet.»
spesielt denne kvasaren, kalt P172 + 18, er en relikvie fra rundt 780 millioner år etter Big Bang og avslører ledetråder om en av universets tidligste tidsaldre — reioniseringsepoken. I begynnelsen av denne perioden ble universet mørkt skjult av en for det meste ensartet sky av hydrogengass. Forskere refererer til denne tiden som universets mørke alder, fordi det meste av lyset ble raskt absorbert av den nøytralt ladede gassen. Til slutt kollapset tyngdekraften den opprinnelige gassen inn i de første stjernene og kvasarene, som begynte å varme og ionisere de omkringliggende gassene, slik at lyset kunne passere gjennom.
mazzucchelli, en astronom Ved European Southern Observatory I Chile, Og Ba ④ados, en astronom Ved Max Planck Institute for Astronomy I Tyskland, oppdaget først kvasaren mens Han brukte Magellan-Teleskopene Ved Las Campanas Observatorium i Chile. De observerte telltale radiosignaturen igjen av kraftige partikler som brøt ut fra over og under det svarte hullet. De superspeedy partiklene avgir en enorm mengde radiobølger. Forskere kaller disse kvasarene «radio-høyt» og tror at deres stråler av akselererte partikler, som bare ses i ca 10% av kvasarene, spiller en sentral rolle i utviklingen av tidlige galakser.
Ytterligere observasjoner fra teleskoper, inkludert Keck-Observatoriet På Hawaii og Very Large Telescope i Chile, viste At P172+18 er nesten 300 millioner ganger mer massiv enn solen og er blant de raskest voksende kvasarene som noen gang er oppdaget. Problemet er at forskere ikke vet hvordan et svart hull ble så massivt så tidlig i universet. Radiobølger kan være en forklaring.
» Teoretiske studier sier at tilstedeværelsen av radiostråler kan øke hastigheten som det svarte hullet spiser saken, noe som betyr at de kan tillate at et svart hull vokser mye raskere og kan forklare hvorfor det er så massivt så tidlig,» Sa Mazzucchelli. «Samtidig kan radiostråler også påvirke galaksen rundt kvasaren ved å påvirke hvordan stjerner dannes.»
imidlertid kan det sorte hullets feeding vanvidd ikke ha vart lenge. Da astronomene sammenlignet sine siste observasjoner med en undersøkelse av himmelen tatt mer enn to tiår før, oppdaget de at kvasaren hadde mistet halvparten av lysstyrken, og signaliserte at kvasaren muligens nådde de siste stadiene av sitt liv.
Beacons in the dark
Mazzucchelli beskrev kvasarer som fjerne lommelykter som belyser en bestemt tid og rom i universets historie. Hver ny quasar oppdaget avslører en annen patch i tidslinjen mellom Big Bang og universet vi ser i dag. Hun håper at forskerteamet vil finne mange flere nærliggende kvasarer i fremtiden.
faktisk, ikke lenge etter oppdagelsen Av P172+18, fant astronomene et annet fyrtårn av radiobølger i nærheten. Hvis ytterligere observasjoner bekrefter at denne radiokilden ligger på samme avstand som kvasaren, kan det være det fjerneste paret av aktive galakser som noen gang er oppdaget. Forskerne håper teleskoper som NASAS James Webb Space Telescope vil kunne bestemme radiokildens nøyaktige avstand.
forskernes funn vil bli publisert i et kommende nummer Av Astrophysical Journal.
opprinnelig publisert På Live Science.