Den lysteste quasar fra det tidlige univers skinner som 600 trillioner soler

Det var først 800 millioner år efter The Big Bang, at universets første lyskilder opstod. De gamle, strålende, energidrevne objekter er ufatteligt gamle, og det er meget sjældent at se en af ​​dem. Men takket være et fantastisk stjernesamfund siger forskere, der præsenterer det amerikanske astronomiske samfunds 233 møde i denne uge, at de har glimtet en - og det er den klareste vi nogensinde har set.

En 12,8 milliarder år gammel quasar - en galakse med et supermassivt sort hul i dets centrum, der udleder højenergipartikler - viste sig for nylig som astronomer som en galakse 6 milliarder lette år væk serendipitøst tilpasset den. Denne sammenfald gjorde det muligt for kvasarets lys at passere gennem gravitationsforvrængningerne af en tættere galakse og ind i astronomernes teleskoper på jord.

Hubble-rumteleskopet snappede nogle billeder af kvasaren, som blev givet den usynlige moniker J043947.08 + 163415.7 på trods af at det var 700 millioner gange solens størrelse og 600 billioner gange så lyse. Det bøjende og forstørrende fænomen, der er forårsaget af galaksen - kaldet gravitationslinsing - er det, der tillod astronomerne at observere quasaren og bestemme, at det er den klareste, som mennesker nogensinde har set fra det meget tidlige univers.

Det internationale hold bag opdagelsen, ledet af University of Arizona Professor i Astronomi Xiaohui Fan, Ph.D., præsenterede sine resultater på AAS i Seattle, Washington onsdag. Fan siger at han og hans samarbejdspartnere vidste fra begyndelsen at de var på noget stort, men de erkendte ikke i første omgang lige hvor unik denne opdagelse virkelig var.

"Så snart vi kunne måle afstanden, vidste vi straks, at dette er et specielt objekt i lyset af dets lysstyrke," fortæller han Inverse, "Men det tog os lidt længere tid at finde ud af, at det var tyngdefuldt linseret."

Hvis det ikke havde været for linseffekten, som begge forstørrede quasarens lys med en faktor på 50 og omdirigeret det mod jorden, ville astronomerne have savnet quasaret helt. Selv til et teleskop med høj opløsning som Hubble-rumteleskopet, ville lyset fra kvasaren have vist sig ekstremt svagt efter at have rejst 12,8 milliarder lette år. Selv som linseringseffekten gjorde kvasaren lystere, har en observation som denne brug for rigelige øjne på det for at bekræfte, hvad der foregår. Og det gjorde det!

Udover Hubble samarbejdede et internationalt netværk af teleskoper for at bekræfte dette fund, herunder Gemini Observatory, James Clerk Maxwell Telescope, Det Forenede Kongeriges Infrarøde Teleskop (UKIRT), W.M. Keck Observatory, og Panoramic Survey Telescope og Rapid Response System (Pan-STARRS1).

"Vi forventede ikke, at vi kunne se et objekt så klart dette tidligt i universet. Og hovedårsagen er linseffekten, der forstærkede kvasarens lysstyrke, "siger Fan. "Dette er det første sådanne objektivobjekt, der er opdaget i det tidlige univers, selv om teorien har forudsagt at den skulle eksistere i omkring 20 år."

"Opdagelsen af ​​dette objekt er faktisk en meget god bekræftelse af vores teori," tilføjer han.

Holdet fastslog kvasarens alder og afstand, fortæller Fan, ved at måle redshiftet af bølgelængden af ​​emissioner fra varm gas i quasar. Efter at have identificeret underskriften af ​​gasser udgivet af kvasaren - som indeholdt hydrogen og ioniseret kulstof og magnesium - kunne holdet måle, hvor meget deres forventede emissioner var blevet forskudt gennem deres rejse gennem rummet. Denne analyse fortalte fortællingen om et supermassivt sort hul 700 millioner gange solens størrelse - og så lyst som 600 billioner soler.

Forskningen vises i øjeblikket som et fortrykt papir på arXiv, men det vil blive offentliggjort i et kommende udgave af Astrophysical Journal Letters.

Holdets næste skridt vil male et fyldestgørende billede af quasar og dets omgivelser.

Vi laver mange yderligere observationer, herunder et bedre spektrum, der kunne have høj følsomhed for at sonde den intergalaktiske gas, og et billede, der er endnu skarpere end Hubble (ved hjælp af Atacama Large Millimeter Array), der vil studere miljøet i den supermassive sort hul, der driver denne kvasar, "siger Fan.