Der hellste Quasar aus dem frühen Universum strahlt wie 600 Billionen Sonnen

Erst 800 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden die ersten Lichtquellen des Universums. Diese uralten, brillanten, energiedichten Objekte sind unergründlich alt, und eines davon zu sehen, ist sehr selten. Dank eines erstaunlichen, zufälligen Zufalls sagen Wissenschaftler, die auf der 233. Tagung der American Astronomical Society in dieser Woche präsentiert wurden, dass sie eines gesehen haben - und es ist das hellste, das wir je gesehen haben.

Ein 12,8 Milliarden Jahre alter Quasar - eine Galaxie mit einem supermassiven Schwarzen Loch in der Mitte, das hochenergetische Partikel ausstößt - erschien den Astronomen kürzlich als eine Galaxie, die 6 Milliarden Lichtjahre entfernt zufällig damit ausgerichtet ist. Dieser Zufall erlaubte es dem Licht des Quasars, durch die Gravitationsverzerrungen einer näher liegenden Galaxie in die Teleskope der Astronomen auf der Erde einzudringen.

Das Hubble-Weltraumteleskop schnappte einige Bilder des Quasars, der trotz seiner 700 Millionen-fachen Sonnengröße und 600 Billionen-mal hellem Licht den unauffälligen Spitznamen J043947.08 + 163415.7 erhielt. Das Phänomen der Biegung und Vergrößerung, das durch die Galaxie hervorgerufen wird - Gravitationslinsen genannt - ermöglichte es den Astronomen, den Quasar zu beobachten, und stellte fest, dass dies der hellste ist, den Menschen je aus dem frühen Universum beobachtet haben.

Das internationale Team hinter der Entdeckung, angeführt vom Professor für Astronomie Xiaohui Fan der Universität von Arizona, stellte am Mittwoch seine Ergebnisse auf der AAS in Seattle, Washington vor. Fan sagt, dass er und seine Mitarbeiter von Anfang an wussten, dass sie etwas Großes vor sich hatten, aber sie erkannten anfangs nicht, wie einzigartig diese Entdeckung wirklich war.

„Sobald wir die Entfernung messen konnten, wussten wir sofort, dass es sich bei dieser Helligkeit um ein besonderes Objekt handelt“, erzählt er Inverse "Aber es hat etwas länger gedauert, bis wir herausfanden, dass es eine Gravitationslinse war."

Wenn es nicht den Linseneffekt gegeben hätte, der das Licht des Quasars vergrößerte um den Faktor 50 und umgelenkt auf die Erde, hätten die Astronomen den Quasar völlig verfehlt. Selbst bei einem hochauflösenden Teleskop wie dem Hubble-Weltraumteleskop wäre das Licht des Quasars nach 12,8 Milliarden Lichtjahren extrem schwach erschienen. Selbst als der Linseneffekt den Quasar heller erscheinen ließ, muss bei einer Visierung wie dieser ausreichend Augen hinter sich lassen, um zu bestätigen, was los ist. Und das hat es getan!

Neben Hubble arbeitete ein internationales Teleskopnetzwerk zusammen, um diesen Befund zu bestätigen. Dazu gehörten das Gemini Observatory, das James Clerk Maxwell Telescope, das Vereinigte Königreich Infra-Red Telescope (UKIRT), der W.M. Keck Observatory und das Panoramic Survey Telescope und Rapid Response System (Pan-STARRS1).

„Wir haben nicht erwartet, dass wir ein Objekt so früh im Universum sehen könnten. Der Hauptgrund ist der Linseneffekt, der die Helligkeit des Quasars erhöht “, sagt Fan. "Dies ist das erste derartige Objektiv, das im frühen Universum entdeckt wurde, obwohl die Theorie vorausgesagt hat, dass es etwa 20 Jahre existieren sollte."

„Die Entdeckung dieses Objekts ist also eine sehr schöne Bestätigung unserer Theorie“, fügt er hinzu.

Das Team hat das Alter und die Entfernung des Quasars bestimmt, erklärt Fan, indem er die Rotverschiebung der Wellenlänge der Emissionen von heißem Gas im Quasar misst. Nach der Identifizierung der Signatur der Gase, die vom Quasar ausgestoßen wurden - dazu gehörten Wasserstoff, ionisierter Kohlenstoff und Magnesium -, konnte das Team messen, wie stark sich die erwarteten Emissionen durch die Weltraumfahrt verschoben hatten. Diese Analyse erzählte von einem supermassiven Schwarzen Loch, das 700 Millionen Mal so groß wie die Sonne war - und so hell wie 600 Billionen Sonnen.

Die Forschung erscheint derzeit als Vordruckpapier auf arXiv, aber es wird in einer kommenden Ausgabe der veröffentlicht Astrophysical Journal Letters.

Die nächsten Schritte des Teams zeigen ein umfassenderes Bild des Quasars und seiner Umgebung.

Wir führen viele weitere Beobachtungen durch, darunter ein besseres Spektrum, das eine hohe Empfindlichkeit für die Untersuchung des intergalaktischen Gases aufweisen könnte, und ein noch schärferes Bild als Hubble (mit dem Atacama Large Millimeter Array), das die Umgebung des supermassiven Rußes untersucht Loch, das diesen Quasar antreibt “, sagt Fan.