Най-яркият квазар от ранната вселена свети като 600 трилиона слънца

Не след 800 милиона години след Големия взрив се появиха първите светлинни източници на Вселената. Тези древни, блестящи, енергийно плътни предмети са непостижимо стари, а улавянето на един от тях е много рядко. Но благодарение на зашеметяващото звездно съвпадение, учените, които представят на 233-тата среща на Американското астрономическо общество тази седмица, казват, че са забелязали една - и това е най-светлата, която някога сме виждали.

12,8 милиард годишен квазар - галактика със свръхмасивна черна дупка в центъра, която изхвърля високоенергийни частици - наскоро се яви на астрономите като галактика, отдалечена на 6 милиарда светлинни години. Това съвпадение позволи светлината на квазара да премине през гравитационните изкривявания на по-тясна галактика и в телескопите на астрономите на Земята.

Космическият телескоп Хъбъл отряза някои от изображенията на квазара, на които бе даден безцеремонен псевдоним J043947.08 + 163415.7, въпреки че е бил 700 милиона пъти по-голям от слънцето и 600 трилиона пъти по-ярък. Огъването и увеличаващото се явление, причинено от галактиката - наречено гравитационно лещиране - е това, което е позволило на астрономите да наблюдават квазара, определяйки го като най-яркия човек, който някога е наблюдавал от най-ранната вселена.

Международният екип, който стои зад откритието, ръководен от професор по астрономия от университета в Аризона, Xiaohui Fan, представи своите открития в AAS в Сиатъл, Вашингтон в сряда. Фан казва, че той и неговите сътрудници са знаели от самото начало, че са на нещо голямо, но първоначално не са разпознали колко уникално е това откритие.

"Веднага щом успяхме да измерим разстоянието, веднага разбрахме, че това е специален обект по отношение на яркостта му", казва той. обратен, "Но ни отне малко повече време, за да разберем, че тя е гравитационно обективна."

Ако не беше ефектът от лещи, който и двете увеличиха светлината на квазара с коефициент 50 и я пренасочи към Земята, астрономите биха пропуснали изцяло квазара. Дори и с телескоп с висока резолюция, подобен на космическия телескоп Хъбъл, светлината от квазара щеше да се окаже изключително неясна след пътуване на 12.8 милиарда светлинни години. Дори когато ефектът от обектива накара квазара да изглежда по-ярък, наблюдението като това се нуждае от достатъчно очи, за да потвърди случващото се. И това го направи!

В допълнение към „Хъбъл“, международна мрежа от телескопи сътрудничи, за да потвърди това откритие, включително обсерваторията „Джемини“, телескопа „Джеймс Кларк Максуел“, Инфрачервения телескоп на Великобритания (UKIRT), W.M. Обсерватория Кек и Панорамният телескоп за наблюдение и системата за бързо реагиране (Pan-STARRS1).

„Не очаквахме да видим един обект, който е толкова ярък в началото на вселената. И основната причина е ефекта на обектива, който повиши яркостта на квазарите ”, казва Фан. "Това е първият подобен обектив, открит в ранната вселена, въпреки че теорията е предвидила, че тя трябва да съществува за около 20 години."

"Така че откриването на този обект всъщност е много хубаво потвърждение на нашата теория", добавя той.

Екипът определя възрастта и разстоянието на квазара, обяснява Фан, като измерва червеното преместване на дължината на вълната на емисиите от горещия газ в квазара. След идентифициране на подписването на газове, излъчвани от квазара, който включва водород и йонизиран въглерод и магнезий, екипът успя да измери колко от очакваните им емисии са били изместени от пътуването им в пространството. Този анализ разказва историята за свръхмасивна черна дупка с 700 милиона пъти по-голяма от слънцето - и толкова ярка като 600 трилиона слънца.

Изследването понастоящем се появява като предпечатна хартия arXiv, но ще бъде публикуван в предстоящ брой на Писма за астрофизични списания.

Следващите стъпки на екипа ще изобразят по-пълна картина на квазара и околностите му.

Правим много допълнителни наблюдения, включително по-добър спектър, който може да има висока чувствителност за изследване на междугалактическия газ, и изображение, което е дори по-остро от Хъбъл (използвайки масовия масив Атакама), което ще изучава околната среда на супермасивния черен дупка, която захранва този квазар, ”казва Фан.