Fjerneste kvasar med kraftige radiojetfly opdaget

Med hjælp fra European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT), astronomer har opdaget og studeret i detaljer den fjerneste kilde til radioemission, der er kendt til dato. Kilden er en "radio-høj" kvasar - et lysende objekt med kraftige jetfly, der udsender ved radiobølgelængder - som er så langt væk, at dets lys har taget 13 milliarder år at nå os. Opdagelsen kan give vigtige spor til at hjælpe astronomer med at forstå det tidlige univers.

Kvasarer er meget lyse objekter, der ligger i midten af ​​nogle galakser og er drevet af supermassive sorte huller. Da det sorte hul forbruger den omgivende gas, energi frigives, gør det muligt for astronomer at få øje på dem, selv når de er meget langt væk.

Den nyopdagede kvasar, kaldet P172+18, er så fjernt, at lyset fra det har rejst i omkring 13 milliarder år for at nå os:Vi ser det, som det var, da universet var lige omkring 780 millioner år gammelt. Mens fjernere kvasarer er blevet opdaget, det er første gang, astronomer har været i stand til at identificere de afslørende signaturer af radiojetfly i en kvasar så tidligt i universets historie. Kun omkring 10 % af kvasarerne – som astronomer klassificerer som "radiohøjt" – har jetfly, som skinner klart på radiofrekvenser.

P172+18 er drevet af et sort hul, der er omkring 300 millioner gange mere massivt end vores sol, der forbruger gas med en forbløffende hastighed. "Det sorte hul æder stof meget hurtigt op, vokser i masse med en af ​​de højeste hastigheder, der nogensinde er observeret, " forklarer astronom Chiara Mazzucchelli, Fellow ved ESO i Chile, som ledede opdagelsen sammen med Eduardo Bañados fra Max Planck Instituttet for Astronomi i Tyskland.

Astronomerne mener, at der er en sammenhæng mellem den hurtige vækst af supermassive sorte huller og de kraftige radiostråler, der er set i kvasarer som P172+18. Jetflyene menes at være i stand til at forstyrre gassen omkring det sorte hul, øge hastigheden, hvormed gas falder ind. Derfor, at studere radiohøje kvasarer kan give vigtig indsigt i, hvordan sorte huller i det tidlige univers voksede til deres supermassive størrelser så hurtigt efter Big Bang.

"Jeg synes, det er meget spændende at opdage 'nye' sorte huller for første gang, og at give endnu en byggesten til at forstå det oprindelige univers, hvor vi kommer fra, og i sidste ende os selv, " siger Mazzucchelli.

P172+18 blev først anerkendt som en fjerntliggende kvasar, efter tidligere at være blevet identificeret som en radiokilde, ved Magellan-teleskopet ved Las Campanas-observatoriet i Chile af Bañados og Mazzucchelli. "Så snart vi fik dataene, vi inspicerede det med øje, og vi vidste med det samme, at vi havde opdaget den fjerneste radio-høje kvasar, der hidtil er kendt, " siger Bañados.

Imidlertid, på grund af kort observationstid, holdet havde ikke nok data til at studere objektet i detaljer. En byge af observationer med andre teleskoper fulgte, inklusive med X-shooter-instrumentet på ESO's VLT, hvilket gjorde det muligt for dem at grave dybere ned i denne kvasars egenskaber, herunder bestemmelse af nøgleegenskaber såsom massen af ​​det sorte hul og hvor hurtigt det æder stof op fra omgivelserne. Andre teleskoper, der bidrog til undersøgelsen, omfatter National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array og Keck Telescope i USA.

Mens holdet er begejstrede for deres opdagelse, at optræde i The Astrophysical Journal , de tror, ​​at denne radio-høje kvasar kan være den første af mange, der bliver fundet, måske på endnu større kosmologiske afstande. "Denne opdagelse gør mig optimistisk, og jeg tror - og håber - at distancerekorden snart vil blive slået, " siger Bañados.

Observationer med faciliteter som ALMA, hvor ESO er partner, og med ESO's kommende Extremely Large Telescope (ELT) kunne det hjælpe med at afdække og studere flere af disse tidlige univers-objekter i detaljer.

Denne forskning er præsenteret i papiret "Opdagelsen af ​​en stærkt tiltagende, radiohøjt kvasar ved z=6,82" for at blive vist i The Astrofysisk tidsskrift .