Ανακαλύφθηκε το πιο μακρινό κβάζαρ στο σύμπαν. Most distant quasar discovered sheds light on how black holes grow

Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε το πιο μακρινό και άρα πιο πρώιμο κβάζαρ (λαμπρό ενεργό γαλαξιακό πυρήνα) στο σύμπαν, σε απόσταση 13,03 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, μόνο 670 εκατομμύρια χρόνια μετά τη «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ), όταν το σύμπαν είχε μόλις το 5% της σημερινής ηλικίας του. Μια καλλιτεχνική απεικόνιση του quasar J0313-1806. A team of astronomers led by the University of Arizona has observed a luminous quasar 13.03 billion light-years from Earth—the most distant quasar discovered to date. Dating back to 670 million years after the Big Bang, when the universe was only 5% its current age, the quasar hosts a supermassive black hole equivalent to the combined mass of 1.6 billion suns. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Το κβάζαρ, που βρίσκεται στον γαλαξία J0313-1803 και είναι τουλάχιστον 1.000 φορές πιο λαμπρό από όλον τον δικό μας γαλαξία, φιλοξενεί και τροφοδοτείται ενεργειακά από μία τεράστια μαύρη τρύπα, ισοδύναμη με τη μάζα άνω των 1,6 δισεκατομμυρίων ήλιων, η οποία είναι η πιο πρώιμη αυτού του μεγέθους που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα. Το απρόσμενα μεγάλο μέγεθός της για τόσο πρώιμη μαύρη τρύπα εξέπληξε τους επιστήμονες, οι οποίοι δυσκολεύονται να εξηγήσουν την ύπαρξή της σε μία τόσο νεαρή φάση του σύμπαντος, καθώς θεωρητικά δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για να γίνει τόσο μεγάλη, π.χ. μέσω συγχώνευσης μικρότερων μελανών οπών.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον κινεζικής καταγωγής Φάιγκε Γουάνγκ του Αστεροσκοπείου Στιούαρντ του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Αστροφυσικής «Astrophysical Journal Letters», καθώς και σχετική παρουσίαση σε συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. Ο προηγούμενος κάτοχος του ρεκόρ μακρινότερου κβάζαρ είχε ανακαλυφθεί πριν τρία χρόνια και ήταν 20 εκατομμύρια έτη φωτός πιο κοντά στη Γη και είχε μόνο τη μισή μάζα.

An international team of astronomers have discovered the most distant quasar in the Universe, fully formed around 670 million years after the Big Bang. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του νέου κβάζαρ υπολογίστηκε ότι «καταπίνει» κάθε χρόνο μία μάζα ισοδύναμη με 25 ήλιους. Αντίθετα, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του δικού μας γαλαξία βρίσκεται σχεδόν σε ύπνωση. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από το κβάζαρ τροφοδοτεί ένα ισχυρό ρεύμα ιονισμένου αερίου που εκτινάσσεται με ταχύτητα περίπου του ενός πέμπτου της ταχύτητας του φωτός.

Τα κβάζαρ πιστεύεται ότι προκύπτουν από τεράστιες μαύρες τρύπες που καταβροχθίζουν την πέριξ ύλη, όπως αέρα ή και ολόκληρα άστρα, δημιουργώντας έτσι έναν περιστρεφόμενο δίσκο καυτών υλικών γύρω από τη μαύρη τρύπα. Λόγω της τεράστιας παραγόμενης ενέργειας, τα κβάζαρ, που παρομοιάζονται με πυρσούς κοσμικών διαστάσεων, είναι ανάμεσα στις πιο φωτεινές πηγές στο σύμπαν, συχνά ξεπερνώντας σε λάμψη και τους ίδιους τους γαλαξίες τους. Όταν οι μαύρες τρύπες των κβάζαρ δεν έχουν τίποτε άλλο πια να «φάνε» στον γαλαξία τους, σταματούν να μεγαλώνουν.

This is CosmoView Episode 17 for press release noirlab2102: The Earliest Supermassive Black Hole and Quasar in the Universe. Credit: Images and Videos: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, ESO/M.Kornmesser, CTIO/D. Munizaga, International Gemini Observatory/Kwon O Chul. Music: Stellardrone - Comet Halley

Οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να συνεχίσουν τη μελέτη του συγκεκριμένου κβάζαρ με επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια. Το νέο μεγάλο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το οποίο προγραμματίζεται για εκτόξευση φέτος, αναμένεται, μεταξύ άλλων, να ρίξει περισσότερο φως γενικότερα στα μυστικά των κβάζαρ.

Πηγές: "The Most Distant Quasar in the Universe," Feige Wang, [238], Jan. 12, 4:10-4:20 p.m. EST. aas.org/meetings/aas237 - https://phys.org/news/2021-01-distant-quasar-black-holes.html - https://www.amna.gr/home/article/519876/Anakalufthike-to-pio-makrino-kbazar-sto-sumpan%E2%80%93me-mia-terastia-mauri-trupa-sto-kentro-tou