Astronoom verward door zijn ontdekking van krachtige Quasar uit het vroege universum

Een pas ontdekt supermassief zwart gat, 13 miljard lichtjaren verwijderd van de aarde, zou ons uiteindelijk waardevolle informatie kunnen verschaffen over de vorming van het universum. In de tussentijd is het vooral verwarrend Eduardo Bañados - de astronoom van de Observatoria van de Carnegie-instelling die het heeft gevonden. Hij beschrijft zijn verwarrende werk deze week in een paar kranten in Astrophysical Journal en Astrophysical Journal Letters.

"Er zijn misschien 200 quasars op vergelijkbare afstanden, maar de bijzonderheid van dit object is dat het extreem helder is in radiogolven," vertelde Bañados omgekeerde. Een quasar is een melkwegstelsel met een superzwaar zwart gat in het midden dat constant opzuigt en sterend puin uitspuugt in de vorm van hoogenergetische deeltjes. Die deeltjes, die dicht bij de snelheid van het licht bewegen, zijn zo heet dat ze meestal veel licht en radiogolven uitstralen en er heel helder uitzien vanaf de aarde. Maar deze was abnormaal zo.

"Eerlijk gezegd geloofde ik in het begin niet dat dit van de quasar kwam", zegt Bañados. "Het was te sterk. Ik had nog nooit zo'n sterke radiozender gezien toen het universum zo jong was. "Volgens hem is het de helderste quasar uit het vroege universum met een factor van tien.

Het feit dat de radiogolven die afkomstig zijn van dit superzware zwarte gat - dat een quasar vormt met het label PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) samen met de melkweg die in zijn baan wordt getrokken - ongewoon "luid" of "helder" zijn, betekent dat de quasar zelf was atypisch dicht en actief voor iets dat al vroeg in de vorming van het universum bestond. Gedurende de eerste miljard jaar - het tijdperk van reïonisatie - begonnen reuzesterrenen die 30 tot 300 keer zo groot waren als onze zon de enorme duisternis op te lichten en tijdens het proces veel van het inerte waterstofgas dat uit de lucht zweefde, opnieuw te activeren oerknal. P352-15 heeft misschien een vergelijkbaar niveau van helderheid als die sterren, maar het is een stuk groter dan 300 keer onze zon.

"Hoe kun je een superzwaar zwart gat vormen dat net als een miljard keer de massa van de zon is in minder dan een miljard jaar?" Vraagt ​​Bañados zich voortdurend af. "Dat is echt moeilijk."

Na het vinden van de quasar werkte Bañados samen met Emmanuel Momjian van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, New Mexico om de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation te gebruiken om een ​​beter beeld te krijgen van de hel P352- 15 is eigenlijk (of was). De resultaten van dat werk werden deze week gepubliceerd in de Astrophysical Journal en Astrophysical Journal Letters.

Met wat werk produceerde de VLBA een heldere, op radio gebaseerde visualisatie van de quasar, die drie hoofdcomponenten heeft met enkele eigen kenmerken. De totale afstand tussen deze drie componenten is ongeveer 5.000 lichtjaar. "Crisp", hier is relatief; uw kilometerstand kan variëren.

Hij en zijn collega's hebben twee ideeën over wat er met P352-15 zou kunnen gaan. In één interpretatie zien ze een heldere kern van het superzware zwarte gat in het midden, waarbij twee andere zichtbare delen de deeltjesjets zijn die het produceert in tegengestelde richtingen van elkaar. In een ander aanzicht bevindt de kern met zwart gat zich aan de ene kant en bewegen de twee deeltjesjets concentrisch in dezelfde richting.

Het team hoopt dat dit het laatste geval is, omdat het betekent dat ze mogelijk deze eenzijdige jet kunnen observeren terwijl deze zich over meerdere jaren uitbreidt. "Deze quasar is misschien wel het meest verre object waarin we de snelheid van een dergelijke jet kunnen meten," zei Momjian in een voorbereide verklaring.

Ondanks het feit dat quasars per definitie de combinatie zijn van een supermassief zwart gat en de melkweg die het consumeert - en dat zwarte gaten grote, heldere, radio-emitting stralen van deeltjes met de snelheid van het licht uitstoten - slechts ongeveer 10 procent van de quasars, dit één inbegrepen, zijn sterke radiozenders. In ieder geval nu weet niemand in het veld waarom.

"Dit is een zeer actief onderzoeksgebied en we hebben nog steeds geen duidelijk antwoord", zegt Bañados. "Telkens wanneer we een systeem met quasars vinden, is dit een puzzel. We weten niet hoe we ze moeten vormen. '

In de toekomst hoopt de groep deze nieuwe quasar te gebruiken om "de rol van radiostralen voor de vorming en groei van superzware zwarte gaten" te onderzoeken - en dat is hoe je een instelling die subsidies schenkt het verontrustende feit zou willen noemen dat P352-15 totaal neukt met hoe astrofysici deze hemelse objecten hebben gevormd.

"Deze jet moet ongeveer 10.000 jaar oud zijn", zegt Bañados, "wat ons veel lijkt, maar om een ​​superzwaar zwart gat te vormen in minder dan 10.000 jaar is een grote uitdaging voor de theorie van superzware zwarte gaten. ”

Dus deze nieuwe quasar zou ons veel kunnen vertellen over hoe het jonge universum gevormd is of wat er gaande was in die eerste miljard jaar na de oerknal, maar het kan ook gewoonweg overstuur zijn van wat we dachten dat we wisten.

"Er zijn veel dingen die we niet weten en soms kijken mensen naar de wetenschappers en zeggen:" Oh, ze moeten alle antwoorden kennen ", zegt Bañados," maar daarom doen we onderzoek."

"Wanneer we dat doen, vinden we meestal meer in plaats van antwoorden te vinden."