Astronom verwirrt durch seine Entdeckung des mächtigen Quasar aus dem frühen Universum

Ein neu entdecktes supermassives schwarzes Loch, 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, könnte uns letztendlich wertvolle Informationen über die Entstehung des Universums liefern. In der Zwischenzeit ist es meist nur verwirrend, dass Eduardo Bañados - der Astronom der Observatorien der Carnegie Institution - es gefunden hat. Er beschreibt seine verblüffende Arbeit in dieser Woche in zwei Papieren in Astrophysical Journal und Astrophysical Journal Letters.

"Es gibt vielleicht 200 Quasare mit ähnlichen Entfernungen, aber die Besonderheit dieses Objekts ist, dass es in Radiowellen extrem hell ist", sagte Bañados Inverse. Ein Quasar ist eine Galaxie mit einem supermassiven Schwarzen Loch in der Mitte, das ständig Sterntrümmer in Form hochenergetischer Teilchen ansaugt und ausspuckt. Diese Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, sind so heiß, dass sie normalerweise sehr viel Licht und Radiowellen aussenden, die von der Erde sehr hell erscheinen. Aber das war ungewöhnlich so.

„Um ehrlich zu sein, habe ich anfangs nicht geglaubt, dass dies vom Quasar kommt“, sagt Bañados. „Es war zu stark. Ich hatte noch nie einen so starken Radio-Sender gesehen, als das Universum so jung war. “Laut seiner Aussage ist es der hellste Quasar aus dem frühen Universum, um einen Faktor von zehn.

Die Tatsache, dass die von diesem supermassiven Schwarzen Loch ausgehenden Radiowellen, die zusammen mit der in ihre Umlaufbahn gezogenen Galaxie einen mit PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) beschrifteten Quasar bilden, ungewöhnlich "laut" oder "hell" sind, bedeutet, dass das Quasar selbst war atypisch dicht und aktiv für etwas, das schon früh in der Entstehung des Universums existierte.In den ersten Milliarden Jahren - der Epoche der Reionisierung - begannen gigantische Sterne, die 30 bis 300 Mal so groß waren wie unsere Sonne, die ungeheure Dunkelheit zu erleuchten und dabei einen Großteil des inerten Wasserstoffgases wieder zu erregen Urknall. P352-15 hat zwar eine vergleichbare Helligkeit wie diese Sterne, ist aber viel größer als das 300-fache unserer Sonne.

"Wie kann man ein supermassives schwarzes Loch bilden, das in weniger als einer Milliarde Jahren einer Milliarde Sonnenmassen entspricht?", Fragt sich Bañados immer wieder. "Das ist wirklich schwierig."

Nachdem er den Quasar gefunden hatte, arbeitete Bañados mit Emmanuel Momjian vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, New Mexico, zusammen, um das Very Long Baseline Array (VLBA) der National Science Foundation zu verwenden, um einen besseren Überblick über die Hölle zu erhalten. P352- 15 ist tatsächlich (oder war). Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden diese Woche im veröffentlicht Astrophysical Journal und Astrophysical Journal Letters.

Mit etwas Arbeit produzierte der VLBA eine knackige, funkbasierte Visualisierung des Quasars, die drei Hauptkomponenten mit einigen eigenen Merkmalen aufweist. Die Gesamtentfernung dieser drei Komponenten beträgt ungefähr 5.000 Lichtjahre. "Crisp" ist hier relativ; Ihre Laufleistung kann variieren.

Er und seine Kollegen haben zwei Ideen, was mit P352-15 passieren könnte. In einer Interpretation sehen sie einen hellen Kern des supermassiven schwarzen Lochs in der Mitte, wobei zwei andere sichtbare Teile die Teilchenstrahlen sind, die in entgegengesetzten Richtungen voneinander in Richtung kreisen. In einer anderen Ansicht befindet sich der Schwarzlochkern auf einer Seite und die beiden Teilchenstrahlen bewegen sich konzentrisch in dieselbe Richtung.

Das Team hofft, dass es sich um den letztgenannten Fall handelt, da dieser einseitige Jet möglicherweise über mehrere Jahre hinweg beobachtet werden kann. "Dieser Quasar ist möglicherweise das entfernteste Objekt, an dem wir die Geschwindigkeit eines solchen Jets messen können", sagte Momjian in einer vorbereiteten Erklärung.

Trotz der Tatsache, dass Quasare definitionsgemäß die Kombination eines supermassiven Schwarzen Lochs und der Galaxie sind, die sie verbrauchen - und dass Schwarze Löcher große, helle, radioaktiv emittierende Teilchenstrahlen mit Lichtgeschwindigkeit ausstoßen - dies sind nur etwa 10 Prozent der Quasare Eines enthalten sind starke Radio-Sender. Zumindest weiß momentan niemand, warum.

"Dies ist ein sehr aktives Forschungsfeld, und wir haben immer noch keine eindeutige Antwort", sagt Bañados. „Jedes Mal, wenn wir ein System mit Quasaren finden, ist es ein Rätsel. Wir wissen nicht, wie wir sie bilden sollen."

In der Zukunft hofft die Gruppe, mit diesem neuen Quasar "die Rolle von Radiojets für die Entstehung und das Wachstum supermassiver Schwarzer Löcher" untersuchen zu können. Auf diese Weise würden Sie einer beunruhigenden Einrichtung die beunruhigende Tatsache von P352-15 nennen Es ist total verrückt, wie Astrophysiker gedacht haben, dass diese Himmelsobjekte gebildet wurden.

„Dieser Jet muss ungefähr 10.000 Jahre alt sein“, sagt Bañados. „Das klingt für uns nach viel, aber in weniger als 10.000 Jahren ein supermassives schwarzes Loch zu bilden, ist eine große Herausforderung für die Theorie der supermassiven schwarzen Löcher. ”

Dieser neue Quasar könnte uns also viel darüber erzählen, wie sich das junge Universum gebildet hat oder was in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall vor sich ging, aber es könnte auch einfach nur das, was wir dachten, auf den Kopf stellen.

"Es gibt viele Dinge, die wir nicht wissen, und manchmal schauen die Leute zu den Wissenschaftlern und sagen:" Oh, sie sollten alle Antworten kennen ", sagt Bañados," aber deshalb forschen wir."

„Wenn wir das tun, finden wir meistens mehr Antworten als Antworten.