Źródło obrazu: SDSS
Najbardziej odległe znane kwazary pokazują, że niektóre supermasywne czarne dziury powstały, gdy wszechświat miał zaledwie 6 procent swojego obecnego wieku, czyli około 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
To, jak czarne dziury o wielkości kilku miliardów mas Słońca powstały tak szybko we wczesnym wszechświecie, jest jedną tajemnicą podniesioną przez astronomów podczas Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Odkryli 13 najstarszych, najodleglejszych kwazarów, jakie dotąd znaleziono.
„Mamy nadzieję przynajmniej podwoić tę liczbę w ciągu najbliższych trzech lat”, powiedział fan Xiaohui z Obserwatorium Steward University of Arizona w Tucson.
Fan kierował zespołem SDSS, który odkrył odległe kwazary, które są zwartymi, ale świetlistymi obiektami, o których uważa się, że są zasilane przez supermasywne czarne dziury. Najdalszy kwazar, w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy, znajduje się w odległości około 13 miliardów lat świetlnych.
Najstarsze kwazary stawiają inne kuszące pytania dotyczące wczesnego wszechświata. Fan mówił o tym dzisiaj (13 lutego) na dorocznym spotkaniu American Association for the Advancement of Science w Seattle.
Dziecięcy wszechświat składał się z wodoru i helu.
„Ale widzimy wiele innych elementów wokół tych wczesnych kwazarów”, powiedział Fan. „Widzimy dowody na obecność węgla, azotu, żelaza i innych pierwiastków i nie jest jasne, w jaki sposób te pierwiastki się tam dostały. Jest tyle żelaza, proporcjonalnie do populacji tych wczesnych układów, co w pobliskich dojrzałych galaktykach. ”
Astronomowie szacują obecny wiek wszechświata na 13,7 miliarda lat. Kwazary we wczesnym wszechświecie wyglądały tak dojrzale jak pobliskie galaktyki, które podobnie jak Droga Mleczna uformowały się kilka miliardów lat po Wielkim Wybuchu.
Ponadto radioastronomowie współpracujący z badaczami SDSS wykryli tlenek węgla, kluczowy składnik chmur molekularnych, w pobliżu starożytnych kwazarów.
Wszystkie te dowody sugerują, że pierwsze dojrzałe galaktyki powstały wraz ze starożytnymi supermasywnymi czarnymi dziurami we wczesnym wszechświecie.
Chociaż kosmolodzy nie są spanikowani, muszą udoskonalić teorię, aby wyjaśnić, co się dzieje.
Fan i jego koledzy uważają, że najstarsze kwazary można wykorzystać do zbadania końca kosmicznego ciemnego wieku i początku kosmicznego renesansu.
W tak zwanych kosmicznych ciemnych wiekach wszechświat był zimnym, nieprzejrzystym miejscem bez gwiazd. Potem nastąpiła krytyczna faza, w której wszechświat przeszedł szybkie przejście. Pierwsze galaktyki i kwazary powstały w Kosmicznym Odrodzeniu, ogrzewając wszechświat, dzięki czemu stał się miejscem, które widzimy dzisiaj.
Fan i jego koledzy uważają, że niektóre z ich najstarszych znanych kwazarów mogą obejmować krytyczne przejście.
„Nasze obserwacje sugerują, że to, co możemy zobaczyć podczas tego przejścia, to atomowy wodór ulegający całkowitej jonizacji. Ten proces jonizacji był jednym z ważnych procesów zachodzących w ciągu pierwszego miliarda lat. ”
Aktualne obserwacje dopiero zaczynają ujawniać, kiedy i jak zachodził ten proces jonizacji. Fan powiedział, że dane z odległych kwazarów w połączeniu z innymi dowodami, takimi jak kosmiczne tło mikrofalowe, czyli reliktowe promieniowanie z Wielkiego Wybuchu, zaczną testować teorię powstawania pierwszych galaktyk we wszechświecie.
Fan może powiedzieć, że teleskop kosmiczny o dużej aperturze, 6,5-metrowy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Jamesa NASA, naprawdę odkryje, co wydarzyło się między Cosmic Dark Ages a Cosmic Renaissance.
Zauważone przez Fan, że naziemne teleskopy optyczne / podczerwone nie mogą wykryć obiektów przesuniętych na czerwono znacznie powyżej 6,5. Para wodna w ziemskiej atmosferze pochłania dłuższe fale podczerwone, więc weźmie teleskop kosmiczny, prawdopodobnie o aperturze większej niż teleskop NASA Spitzer, krążący obecnie wokół Ziemi, do badania obiektów z przesunięciem ku czerwieni 7, 8 lub 10 w szczegóły, powiedział Fan.
(Tak zwane przesunięcie ku czerwieni jest zjawiskiem proporcjonalnym do prędkości obiektu niebieskiego oddalającego się od Ziemi. Linie w jego widmie przesuwają się w kierunku dłuższych, czerwonych długości fal. Astronomowie uważają teraz, że najbardziej odległe obiekty oddalają się od Ziemi przy najwyższych prędkościach, więc im dalej znajduje się obiekt, tym większy jest jego redishift).
Oryginalne źródło: UA News Release
