Najdalszy kwazar

Najdalszy kwazarOriginal Press Release
Kwazary to bardzo jasne, odległe galaktyki, których jasność – jak sądzą naukowcy – jest wynikiem aktywności super masywnej czarnej dziury w ich jądrach.

Odnalezienie tego obiektu zajęło nam pięć lat. Szukaliśmy kwazarów o przesunięciu ku podczerwieni (z) większym od 6,5. Znalezienie kwazara tak daleko, którego z jest większe o 7 było ekscytującą niespodzianką. Spoglądając głęboko w erę rejonizacji, kwazar ten daje nam unikalną możliwość badania trwającego 100 milionów lat okresu w historii Wszechświata, który dotąd znajdował się poza naszym zasięgiem.

Bram Venemans

Światło nowo odkrytego kwazara – ULAS J1120+0641 – wyemitowane zaledwie 770 milionów po Wielki Wybuchu potrzebowało 12,9 miliardów lat świetlnych by dotrzeć do Ziemi. W wyniku ekspansji Wszechświata jego światło uległo przesunięciu ku podczerwieni o z=7,1. Choć znane są dalsze obiekty, takie jak rozbłysk gamma o z=8,2 czy galaktyka mająca z=8,6 to nowo odkryty kwazar jest od nich setki razy jaśniejszy. Wśród obiektów na tyle jasnych, by możliwe było ich badanie obecnie dostępnymi metodami, to właśnie ten kwazar jest najodleglejszym obiektem.

Kolejny najodleglejszy znany kwazar rozbłysł 870 milionów lat po Wielkim Wybuchu (z = 6,4). Podobne, odległe obiekty nie mogą zostać wykryte  przez przeglądy nieba prowadzone w świetle widzialnym, bowiem ich światło rozciągnięte przez rozszerzający się Wszechświat, zmienia się w światło podczerwone. Aby rozwiązać ten problem europejski przegląd UKIDSS (UKIRT Infrared Deep Sky Survey ) korzysta z dedykowanego, brytyjskiego teleskopu podczerwonego znajdującego się na Hawajach. Zespół astronomów przeszukał zawierającą setki milionów obiektów bazę przeglądu UKIDSS, aby wytypować te, które mogły być poszukiwanymi odległymi kwazarami i w końcu znalazł to, czego szukał.

Odległość do kwazara została wyznaczona na podstawie obserwacji wykonanych instrumentem FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph) zainstalowanym na teleskopie VLT i potwierdzona za pomocą instrumentów GMOS i GNIRS (Gemini Multi-Object Spectrograph, Gemini Near-Infrared Spectrograph) pracujących na teleskopie Gemini North. Ponieważ obiekt jest wystarczająco jasny możliwe stało się uzyskanie jego widma, a z niego astronomowie są wiele dowiedzieli się o samym obiekcie.

Obserwacje wykazały, że masa czarnej dziury w centrum ULAS J1120+0641 jest około dwa miliardy razy większa od masy Słońca. Istnienie tak masywnej czarnej dziury tak wcześnie po Wielkim Wybuchu jest trudne do wytłumaczenia, bowiem obecne teorie powstawania supermasywnych czarnych dziur przewidują ich powolny wzrost w wyniku gromadzenie masy pobieranej z otoczenia.

„Sądzimy, że na całym niebie istnieje tylko około 100 jasnych kwazarów o przesunięciu ku podczerwieni wyższym niż 7 „-  podsumowuje Daniel Mortlock, główny autor publikacji. -” Odnalezienie ich wymaga żmudnych badań, ale możliwość odsłonięcia części tajemnic wczesnego Wszechświata jest warta takiego wysiłku.”

Źródła:

Most Distant Quasar Found

A team of European astronomers has used ESO’s Very Large Telescope and a host of other telescopes to discover and study the most distant quasar found to date. This brilliant beacon, powered by a black hole with a mass two billion times that of the Sun, is by far the brightest object yet discovered in the early Universe. The results will appear in the 30 June 2011 issue of the journal Nature.

“This quasar is a vital probe of the early Universe. It is a very rare object that will help us to understand how supermassive black holes grew a few hundred million years after the Big Bang,” says Stephen Warren, the study’s team leader.

Quasars are very bright, distant galaxies that are believed to be powered by supermassive black holes at their centres. Their brilliance makes them powerful beacons that may help to probe the era when the first stars and galaxies were forming. The newly discovered quasar is so far away that its light probes the last part of the reionisation era [1].

The quasar that has just been found, named ULAS J1120+0641 [2], is seen as it was only 770 million years after the Big Bang (redshift 7.1, [3]). It took 12.9 billion years for its light to reach us.

Although more distant objects have been confirmed (such as a gamma-ray burst at redshift 8.2, eso0917, and a galaxy at redshift 8.6, eso1041), the newly discovered quasar is hundreds of times brighter than these. Amongst objects bright enough to be studied in detail, this is the most distant by a large margin.

The next most-distant quasar is seen as it was 870 million years after the Big Bang (redshift 6.4). Similar objects further away cannot be found in visible-light surveys because their light, stretched by the expansion of the Universe, falls mostly in the infrared part of the spectrum by the time it gets to Earth. The European UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS) which uses the UK's dedicated infrared telescope [4] in Hawaii was designed to solve this problem. The team of astronomers hunted through millions of objects in the UKIDSS database to find those that could be the long-sought distant quasars, and eventually struck gold.

“It took us five years to find this object,” explains Bram Venemans, one of the authors of the study. “We were looking for a quasar with redshift higher than 6.5. Finding one that is this far away, at a redshift higher than 7, was an exciting surprise. By peering deep into the reionisation era, this quasar provides a unique opportunity to explore a 100-million-year window in the history of the cosmos that was previously out of reach.”

The distance to the quasar was determined from observations made with the FORS2 instrument on ESO’s Very Large Telescope (VLT) and instruments on the Gemini North Telescope [5]. Because the object is comparatively bright it is possible to take a spectrum of it (which involves splitting the light from the object into its component colours). This technique allowed the astronomers to find out quite a lot about the quasar.

These observations showed that the mass of the black hole at the centre of ULAS J1120+0641 is about two billion times that of the Sun. This very high mass is hard to explain so early on after the Big Bang. Current theories for the growth of supermassive black holes predict a slow build-up in mass as the compact object pulls in matter from its surroundings.

“We think there are only about 100 bright quasars with redshift higher than 7 over the whole sky,” concludes Daniel Mortlock, the leading author of the paper. “Finding this object required a painstaking search, but it was worth the effort to be able to unravel some of the mysteries of the early Universe.”

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *