Cea mai îndepărtată gaură neagră supermassivă găsită vreodată deține secrete ale universului timpuriu

Astronomii au văzut cea mai îndepărtată gaură neagră supermassivă văzută vreodată în universul nostru – un monstru care este aproape un miliard de ori mai masiv decât Soarele nostru. Aceasta nu este nici o gaură neagră obișnuită, ci una activă cunoscută ca un quasar care este înconjurat de un disc foarte strălucitor, foarte energic, de gaz rotindu-se și praf. Descoperirea lui ar putea ajuta oamenii de stiinta sa afle mai multe despre conditiile in care universul era inca destul de tanar.
Obiectul – detaliat în studiile publicate astăzi în Natură si Astrophysical Journal Letters – ne oferă o imagine minunată a trecutului. Este atât de departe încât lumina sa a luat aproximativ 13,1 miliarde de ani pentru a ajunge la noi. Și din moment ce se crede că Big Bang-ul a avut loc cu 13,8 miliarde de ani în urmă, astronomii văd această gaură neagră așa cum o privea când universul avea doar 690 milioane de ani. Pe scara de timp cosmologică, aceasta este în esență atunci când Universul era un simplu copil.
“Deja putem învăța multe despre universul timpuriu”.
Oamenii de știință nu sunt destul de siguri când primele stele formate după Big Bang, dar studierea gazelor din acest quasar ne poate spune un pic despre cum a evoluat Universul în acel moment. Și căutarea este în continuare pentru a găsi mai multe quasars îndepărtate, eventual cele care au existat într-un timp chiar mai devreme. Cu cat mai multe quasari gasim, astronomii mai buni portreti pot picta din universul timpuriu.
“Deja putem învăța multe despre universul timpuriu cu acest lucru, dar bineînțeles că vrei mai mult”, a declarat Bram Venemans, cercetător la gaura neagră la Institutul Max Planck pentru Astronomie care a făcut parte din descoperirea quasarului. The Verge .
Quasarii formează centrele unor galaxii masive și se crede că sunt unele dintre cele mai luminoase obiecte din Univers. Găurile negre din interiorul lor nu emit, de fapt, nici o lumină, dar gazul și praful înconjurător se învârt atât de repede și creează atât de multă frecare încât dau o tona de lumină și căldură. Cu toate acestea, este practic imposibil să vedeți lumina vizibilă din aceste obiecte, deoarece quasarii sunt foarte departe de Pământ.
Acesta este motivul pentru care astronomii caută quasari în infraroșu sau aproape în infraroșu – cu lungimi de undă mult mai lungi decât lumina vizibilă care poate fi preluată cu telescoape specializate. Studiind această lumină, oamenii de știință își dau seama cât de departe este un quasar. Deoarece universul se extinde, quasarele îndepărtate se îndepărtează de Pământ, determinând lumina lor să se întindă în lungimi de undă chiar mai lungi și să devină “mai roșii”. Este un concept cunoscut sub numele de redshift și ne poate spune care quasare sunt mai departe decât altele. Cu cât este mai îndepărtat un obiect, cu atât mai repede se pare că se îndepărtează de noi și cu cât lumina sa schimbat spre sfârșitul roșu al spectrului.

O redare artistică a descoperirii acestui quasar cel mai îndepărtat, înconjurat de hidrogen neutru Imagine: Robin Dienel, curtoazie a Instituției Carnegie pentru Știință

Găsirea celor mai îndepărtate quasari a fost un proces de mai mulți ani pentru Venemans și echipa sa, inclusiv Eduardo Bañados de la Instituția Carnegie pentru Știință. Ei estimează că există doar 20 la 100 de quasari la aceste distanțe incredibil de extreme pe întregul cer. Având în vedere cantitatea mare de obiecte strălucitoare din Univers, aceasta face cautarea să fie lungă și obositoare: cercetătorii au petrecut mulți ani pieptănând prin date de la telescoape care au studiat stelele, în căutarea unor candidați care ar putea fi quasari foarte îndepărtați. Problemele complicate sunt că, uneori, stelele cunoscute ca pitici maro pot arăta destul de asemănătoare cu quasarii – dar multe dintre aceste obiecte se află în galaxia noastră.
În cele din urmă, Bañados a găsit un număr de candidați despre care credea că ar putea fi quasari îndepărtați și apoi i-au analizat mai departe cu telescoapele Magellan din Chile pentru a găsi acest ultim obiect. Până în acest moment, cel mai îndepărtat quasar care a fost găsit vreodată a fost observat la 13 miliarde de ani-lumină distanță, așa că a părut așa cum a făcut-o atunci când universul avea 750 de milioane de ani. Asta e doar o decalaj de diferență de 60 de milioane de ani între acest quasar nou descoperit. Dar la acea vreme, 60 de milioane de ani erau doar 10% din vârsta Universului. “Lucrurile s-au schimbat foarte repede”, spune Bañados The Verge .
astronomii cred că acest quasar era în jur atunci când universul trecea printr-o tranziție pivot
De fapt, astronomii cred că acest ultim quasar era în jur atunci când Universul trecea printr-o perioadă de tranziție pivot. Timp de sute de milioane de ani de la Big Bang, Universul era un loc destul de plictisitor, un timp numit adesea Evul Mediu. Nu au existat stele sau găuri negre, ci o mulțime de materii întunecate, precum și hidrogen și heliu răspândit pe tot parcursul. În cele din urmă, aceste elemente de bază se vor prăbuși pe ele însele și se vor uni pentru a forma primele stele. Și acele stele ar genera o grămadă de radiații, înlăturând electronii din hidrogenul din jur în Univers. Acesta a fost un moment cheie în istoria Universului, cunoscută sub numele de Epoca Reionizării, în care hidrogenul sa mutat de la a fi neutru la ionizat – și a adus Evul Mediu la un sfârșit.
Totuși, oamenii de știință nu sunt siguri când sa produs această schimbare. Ei cred că a început aproximativ 500 de milioane de ani după Big Bang și a terminat când universul avea 1 miliard de ani – dar a fost dificil să restrângeți calendarul exact. Acum acest quasar oferă niște răspunsuri. Studiind lumina din acest obiect, astronomii au descoperit că o mare parte a hidrogenului din jurul quasarului era încă neutră. Deci ei cred că acest quasar a existat chiar în mijlocul Epoca Reionizării.
Există încă unele aspecte ale acestui quasar, care astronomii îi plictisesc. De exemplu, este curios cum un quasar acest masiv ar fi putut exista chiar atunci. Este nevoie de mult timp ca găurile negre să obțină suficiente materiale pentru a crește atât de mare, iar astronomii credeau inițial că procesul ar dura mai mult de 690 de milioane de ani. Acesta este motivul pentru care astronomii planifică să continue să caute quasari îndepărtați ca acesta pentru a înțelege mai bine ce era în acel moment. “Se așteaptă ca ei să nu fie acolo, dar acum știm că există cel puțin unul”, spune Bañados, adăugând că “este cu adevărat dificil să explice modelele pentru gaura neagră”.

Comments are closed