Astronomer brugte et banebrydende kamera monteret på et af verdens største teleskoper for at opdage 83 nye kvasarer - drevet af centrale, supermassive sorte huller - i det meget tidlige univers.
Her er 100 kvasarer - antages at være drevet af supermassive sorte huller i deres centre - identificeret via data fra Hyper Suprime-Cam monteret på Subaru-teleskopet. De 7 øverste rækker repræsenterer de 83 nye opdagelser. De nederste 2 rækker repræsenterer 17 tidligere kendte kvasarer i undersøgelsesområdet. Billede via NAOJ
Astronomer sagde den 13. marts 2019, at de har opdaget 83 nye kvasarer, drevet af supermassive sorte huller ved deres kerner, i det meget fjerne og derfor meget tidlige univers. Kvasarer er ekstremt lysende genstande i det tidlige univers. De er så lysende, at vi kan se dem skinne, selv over denne store afstand. Disse nye antages at komme fra en tid, hvor universet var mindre end 10 procent af dets nuværende alder. Astronomerne sagde, at de gjorde opdagelserne ved hjælp af et avanceret instrument, bredmarkskameraet Hyper Suprime-Cam monteret på Subaru-teleskopet. De sagde deres opdagelse:
... øger antallet af sorte huller, der er kendt på den tid, betydeligt og afslører for første gang, hvor almindelige supermassive sorte huller er tidligt i universets historie. Derudover giver ny indsigt i effekten af sorte huller på den fysiske tilstand af gas i det tidlige univers i dets første milliard år.
Vil du se en af de nye kvasarer tæt på? Det kan du ikke. De er simpelthen for langt væk. Billedet herunder viser en af de nyligt opdagede kvasarer. Det er imponerende, når du husker, at dens lys kom til os fra mere end 13 milliarder år siden.
Lys fra en af de mest kendte fjerntliggende kvasarer, drevet af et supermassivt sort hul i kernen, ca. 13,05 milliarder lysår væk fra Jorden. De andre objekter i marken er for det meste stjerner i vores Mælkevej, og galakser set langs synslinjen. Billede via Hyper Suprime-Cam / Subaru Teleskop / NAOJ.
Lad os tale et minut om, hvordan astronomer opdagede alle disse nye sorte huldrevne kvasarer. Forskerteamet ledet af Yoshiki Matsuoka fra Ehime University i Japan brugte data taget med et instrument kaldet Hyper Suprime-Cam, monteret på et af de største teleskoper i verden, Subaru-teleskopet fra National Astronomical Observatory of Japan, beliggende på topmøde i Mauna Kea på Hawaii.
Hyper Suprime-Cam, sagde disse astronomer, er særlig kraftig, idet den har et usædvanligt stort synsfelt, syv gange arealet med en fuldmåne. Hyper Suprime-Cam-teamet er i øjeblikket engageret i en undersøgelse af himlen ved hjælp af 300 nætter af teleskoptid fordelt på fem år. Undersøgelsen afslørede de 83 tidligere ukendte meget fjerne kvasarer, formodentlig med supermassive sorte huller ved deres kerner.
Sammen med de 17 kvasarer, der allerede var kendt i undersøgelsesregionen, fandt Matsuoka og samarbejdspartnere, at - i det tidlige univers, på et tidspunkt, hvor universet var mindre end 10 procent af sin nuværende alder - der var omtrent et supermassivt sort hul i hver terning af rum en milliard lysår på en side. De sagde:
De opdagede kvasarer er omkring 13 milliarder lysår væk fra Jorden; med andre ord, vi ser dem, da de eksisterede for 13 milliarder år siden. Tiden, der er gået siden Big Bang til den kosmiske epoke, er kun 5 procent af den nuværende kosmiske tidsalder (13,8 milliarder år), og det er bemærkelsesværdigt, at så massive tætte genstande var i stand til at danne sig så hurtigt efter Big Bang. Den fjerneste kvasar, der er opdaget af holdet, er 13,05 milliarder lysår væk, hvilket er bundet til det næstmest fjerne supermassive sorte hul nogensinde opdaget.
Kunstnerens koncept af Hyper Suprime-Cam-instrumentet på Suburu-teleskopet. Det er et gigantisk digitalt stillbillede; dens højde er højere end et menneske og dens vægt omkring tre ton. Kameraet har et usædvanligt bredt synsfelt. Billede via NAOJ.
Nu her er mere om de supermassive sorte huller i centrum af kvasarer. Uden de sorte huller ville kvaserne bare være almindelige galakser i det tidlige univers. Der ville ikke være noget til at drive deres fantastiske energiproduktion, og vi ville derfor aldrig se dem. Men faktisk skal de supermassive sorte huller være der. Supermassive sorte huller - omend ældre, mere støjsvage huller - findes også i nærliggende galakser. Der er endda et relativt stille supermassivt sort hul i midten af vores Melkevejs galakse. En erklæring fra National Astronomical Observatory of Japan forklarede:
Supermassive sorte huller findes i centrum af galakser og har masser millioner eller endda milliarder gange solens. Mens de er fremherskende i nutidens univers, er det uklart, hvornår de først dannede sig, og hvor mange af dem der findes i det fjerne tidlige univers.
Mens fjerne, supermassive sorte huller identificeres som kvasarer, som skinner som gas, der hæver sig på dem (se kunstnerens koncept nedenfor), har tidligere undersøgelser kun været følsomme over for de meget sjældne mest lysende kvasarer og dermed de mest massive sorte huller.
De nye opdagelser undersøger befolkningen i supermassive sorte huller med masser, der er karakteristiske for de mest almindelige sorte huller set i nutidens univers og således kaster lys over deres oprindelse.
Matsuoka sagde:
De kvasarer, vi opdagede, vil være et interessant emne til yderligere opfølgningsobservationer med nuværende og fremtidige faciliteter. Vi vil også lære om dannelsen og den tidlige udvikling af supermassive sorte huller ved at sammenligne den målte taldensitet og lysstyrkefordeling med forudsigelser fra teoretiske modeller.
Baseret på de hidtil opnåede resultater sagde teamet, at det ser fremad for at søge efter endnu fjernere supermassive sorte huller, og for at afsløre epoken, da det første supermassive sorte hul optrådte i universet.
Kunstnerens koncept om en kvasar. Et supermassivt sort hul sidder i midten. Materialets tyngdeenergi, der hæver sig til det supermassive sorte hul, frigøres som lys, og kvasarer er således ekstremt lysende og kan ses på milliarder af lysår med plads. Billede via Yoshiki Matsuoka.
Nederste linje: Astronomer brugte et banebrydende videfeltkamera, Hyper Suprime-Cam - monteret på et af verdens største teleskoper, Subaru-teleskopet på Hawaii - for at opdage 83 nye kvasarer. Kvasarerne menes at være drevet af centrale, supermassive sorte huller. Vi ser dem på et tidspunkt, hvor universet var mindre end 10 procent af dets nuværende alder.