Med astronomi in kozmologi je dobro znano dejstvo, da dlje v vesolje gledate, dlje v preteklost vidite. In bližje ko lahko astronomi vidijo Veliki pok, ki se je zgodil pred 13,8 milijarde let, bolj zanimiva postajajo odkritja. Prav te najdbe nas največ naučijo o najzgodnejših obdobjih vesolja in njegovem nadaljnjem razvoju.
Na primer, znanstveniki uporabljajo Infrardeči raziskovalec širokega polja (WISE) in Magellanovi teleskopi pred kratkim opazili najzgodnejši Ogromna črna luknja (SMBH) do danes. Glede na študija skupine za odkrivanje Ta črna luknja je približno 800 milijonov krat večja od mase našega Sonca in je od Zemlje oddaljena več kot 13 milijard svetlobnih let. Zaradi tega je najbolj oddaljena in najmlajša opazovana SMBH do danes.
Študija z naslovom ' Črna luknja z 800 milijoni sončne mase v bistveno nevtralnem vesolju pri r ed premik 7,5 «, se je pred kratkim pojavilo v revijiNarava.Vodi ga Eduardo Bañados, raziskovalec iz Carnegie Institution for Science , ekipa je vključevala člane Nasinega laboratorija za reaktivni pogon, Inštitut za astronomijo Maxa Plancka , Inštitut za astronomijo Kavli in Astr fizika , Observatorij Las Cumbres in več univerz.
Umetnikov vtis o ULAS J1120+0641, zelo oddaljenem kvazarju, ki ga poganja črna luknja z maso, ki je dve milijardi krat večja od mase Sonca. Zasluge: ESO/M. Kornmesser
Tako kot pri drugih SMBH je tudi to posebno odkritje (označeno z oznako J1342+0928) kvazar, razred super svetlih predmetov, ki so sestavljeni iz črne luknje, ki kopiči snov v središču masivne galaksije. Predmet je bil odkrit med raziskavo oddaljenih objektov, ki je združila infrardeče podatke misije WISE s zemeljskimi raziskavami. Ekipa je nato nadaljevala s podatki iz Magellanovih teleskopov Carnegiejevega observatorija v Čilu.
Kot pri vseh oddaljenih kozmoloških objektih je bila razdalja J1342+0928 določena z merjenjem njenega rdečega premika. Z merjenjem, za koliko valovno dolžino svetlobe predmeta se raztegne širjenje vesolja, preden doseže Zemljo, lahko astronomi ugotovijo, kako daleč je moral prepotovati, da je prišel sem. V tem primeru je imel kvazar rdeči premik 7,54, kar pomeni, da je trajalo več kot 13 milijard let, da je njegova svetloba prišla do nas.
Kot je razložil Xiaohui Fan iz Steward Observatory Univerze v Arizoni (in soavtor študije) v Carnegieju izjava za javnost :
»Ta velika razdalja naredi takšne predmete izjemno šibke, če jih gledamo z Zemlje. Zgodnji kvazarji so tudi zelo redki na nebu. Kljub obsežnemu iskanju je bilo znano, da obstaja le en kvazar z rdečim pomikom, večjim od sedmih.
Glede na njegovo starost in maso je bilo odkritje tega kvazarja za študijsko skupino precejšnje presenečenje. Kot je v Nasi navedel Daniel Stern, astrofizik v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon in soavtor študije izjava za javnost , 'Ta črna luknja je postala veliko večja, kot smo pričakovali v samo 690 milijonih let po velikem poku, kar izpodbija naše teorije o tem, kako nastanejo črne luknje.'
Ta ilustracija prikazuje razvoj vesolja, od velikega poka na levi do sodobnega časa na desni. Slika: NASA
V bistvu je ta kvazar obstajal v času, ko se je vesolje šele začelo pojavljati iz tega, kar kozmologi imenujejo »temna doba«. V tem obdobju, ki se je začelo približno 380.000 let do 150 milijonov let po velikem poku, je večina fotonov v vesolju delovala z elektroni in protoni. Posledica tega je, da naši trenutni instrumenti ne zaznajo sevanja tega obdobja – od tod tudi ime.
Vesolje je ostalo v tem stanju brez kakršnih koli svetlobnih virov, dokler gravitacija ni zgostila snovi v prve zvezde in galaksije. To obdobje je znano kot »epoha reinozacije«, ki je trajala od 150 milijonov do 1 milijardo let po velikem poku in je bilo značilno, da so nastajale prve zvezde, galaksije in kvazarji. Imenuje se zato, ker je energija, ki jo sproščajo te starodavne galaksije, povzročila, da se je nevtralni vodik vesolja vzbudil in ioniziral.
Ko se je vesolje ponovno ioniziralo, so lahko fotoni prosto potovali po vesolju in vesolje je uradno postalo prozorno za svetlobo. Zaradi tega je odkritje tega kvazarja tako zanimivo. Kot je opazila ekipa, je velik del vodika, ki ga obdaja, nevtralen, kar pomeni, da ni le najbolj oddaljen kvazar, ki so ga kdaj opazili, ampak tudi edini primer kvazarja, ki je obstajal, preden se je vesolje reioniziralo.
Z drugimi besedami, J1342+0928 je obstajal v velikem prehodnem obdobju za vesolje, ki je ena od trenutnih meja astrofizike. Kot da to ni bilo dovolj, je bila ekipa zmedena tudi zaradi mase predmeta. Da bi črna luknja postala tako masivna v tem zgodnjem obdobju vesolja, bi morali obstajati posebni pogoji za tako hitro rast.
Milijardo let po velikem poku so bili vodikovi atomi skrivnostno raztrgani v juho ionov. Zasluge: NASA/ESA/A. Felid (STScI)).
Kakšni so ti pogoji, pa ostaja skrivnost. Ne glede na to se zdi, da ta na novo najdeni SMBH porablja snov v središču galaksije z osupljivo hitrostjo. In čeprav je njegovo odkritje sprožilo številna vprašanja, se pričakuje, da bo postavitev prihodnjih teleskopov razkrila več o tem kvazarju in njegovem kozmološkem obdobju. Kot Stern je rekel :
'Glede na več novih, še bolj občutljivih objektov, ki se trenutno gradijo, lahko pričakujemo številna razburljiva odkritja v zelo zgodnjem vesolju v prihodnjih letih.'
Te misije naslednje generacije vključujejo Evropsko vesoljsko agencijo Evklid misijo in NASA Infrardeči teleskop širokega polja (PRVI). Medtem ko bo Euclid preučeval objekte, ki se nahajajo 10 milijard let v preteklosti, da bi izmeril, kako je temna energija vplivala na kozmično evolucijo, bo WFIRST izvajal širokopoljske infrardeče raziskave za merjenje svetlobe, ki prihaja iz milijarde galaksij.
Pričakuje se, da bosta obe misiji razkrili več predmetov, kot je J1342+0928. Trenutno znanstveniki napovedujejo, da je na nebu le od 20 do 100 kvazarjev, tako svetlih in tako oddaljenih kot J1342+0928. Kot taki so bili najbolj veseli tega odkritja, ki naj bi nam zagotovilo temeljne informacije o Vesolju, ko je bilo le 5 % njegove trenutne starosti.
Nadaljnje branje: NASA , Carnegie Science , Narava
