Kosmisk storm:Astronomer registrerer mest energisk udstrømning fra en fjern kvasar

Forskere, der bruger Gemini North-teleskopet på Hawaiis Maunakea, har opdaget den mest energiske vind fra nogen kvasar, der nogensinde er målt. Denne udstrømning, som bevæger sig med næsten 13 % af lysets hastighed, bærer nok energi til dramatisk at påvirke stjernedannelsen på tværs af en hel galakse. Den ekstragalaktiske storm lå skjult i synligt i 15 år, før den blev afsløret af innovativ computermodellering og nye data fra det internationale Gemini Observatory.

Den mest energiske vind fra en kvasar er blevet afsløret af et hold af astronomer ved hjælp af observationer fra det internationale Gemini Observatory, et program af NSF's NOIRLab. Denne kraftfulde udstrømning bevæger sig ind i sin værtsgalakse med næsten 13 % af lysets hastighed, og stammer fra en kvasar kendt som SDSS J135246.37+423923.5, som ligger omkring 60 milliarder lysår fra Jorden.

"Mens højhastighedsvinde tidligere er blevet observeret i kvasarer, disse har været tynde og plettede, kun bærer en relativt lille mængde masse, " forklarer Sarah Gallagher, en astronom ved Western University (Canada), der ledede Gemini-observationerne. "Udstrømningen fra denne kvasar, sammenlignet med, fejer langs en enorm mængde masse med utrolige hastigheder. Denne vind er vanvittig kraftig, og vi ved ikke, hvordan kvasaren kan affyre noget så væsentligt."

Udover at måle udstrømningen fra SDSS J135246.37+423923.5, holdet var også i stand til at udlede massen af ​​det supermassive sorte hul, der driver kvasaren. Dette monstrøse objekt er 8,6 milliarder gange så massivt som Solen - omkring 2000 gange massen af ​​det sorte hul i midten af ​​vores Mælkevej og 50 % mere massivt end det velkendte sorte hul i galaksen Messier 87.

Dette resultat er offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift og den kvasar, der er studeret her, har nu rekorden for den mest energiske kvasarvind, der er målt til dato, med en vind mere energisk end dem, der for nylig er rapporteret i en undersøgelse af 13 kvasarer.

På trods af dens masse og energiske udstrømning, opdagelsen af ​​dette kraftcenter forsvandt i en kvasarundersøgelse i 15 år, før kombinationen af ​​Gemini-data og holdets innovative computermodelleringsmetode tillod det at blive studeret i detaljer.

"Vi var chokerede - dette er ikke en ny kvasar, men ingen vidste, hvor fantastisk det var, før holdet fik Gemini-spektret, " forklarer Karen Leighly, en astronom ved University of Oklahoma, som var en af ​​de videnskabelige ledere for denne forskning. "Disse objekter var for svære at studere, før vores team udviklede vores metodologi og havde de data, vi havde brug for, og nu ser det ud til, at de måske er den mest interessante slags blæsende kvasarer at studere."

Kvasarer - også kendt som kvasistjerneobjekter - er en type ekstraordinært lysende astrofysiske objekter, der befinder sig i centrene af massive galakser. Bestående af et supermassivt sort hul omgivet af en glødende skive af gas, kvasarer kan overstråle alle stjernerne i deres værtsgalakse og kan drive vinde kraftige nok til at påvirke hele galakser.

"Nogle kvasar-drevne vinde har nok energi til at feje materialet fra en galakse, der er nødvendig for at danne stjerner og dermed slukke stjernedannelsen, " forklarer Hyunseop (Joseph) Choi, en kandidatstuderende ved University of Oklahoma og den første forfatter til det videnskabelige papir om denne opdagelse. "Vi studerede en særlig blæsende kvasar, SDSS J135246.37+423923.5, hvis udstrømning er så tyk, at det er svært at opdage signaturen af ​​selve kvasaren ved synlige bølgelængder."

På trods af forhindring, holdet var i stand til at få et klart overblik over kvasaren ved hjælp af Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) på Gemini North til at observere ved infrarøde bølgelængder. Ved at bruge en kombination af højkvalitetsspektre fra Gemini og en banebrydende computermodelleringstilgang, astronomerne afslørede arten af ​​udstrømningen fra objektet - hvilket beviste, bemærkelsesværdigt, at være mere energisk end nogen tidligere målt kvasarudstrømning.

Holdets opdagelse rejser vigtige spørgsmål, og antyder også, at der kunne være flere af disse kvasarer, der venter på at blive fundet.

Vi ved ikke, hvor mange flere af disse ekstraordinære objekter der er i vores kvasarkataloger, som vi bare ikke kender til endnu, " konkluderer Choi "Da automatiseret software generelt identificerer kvasarer ved stærke emissionslinjer eller blå farve - to egenskaber, vores objekt mangler - kunne der være flere af disse kvasarer med enormt kraftige udstrømninger gemt væk i vores undersøgelser."

"Denne ekstraordinære opdagelse blev gjort mulig med ressourcerne leveret af det internationale Gemini Observatory; opdagelsen åbner nye vinduer og muligheder for at udforske universet yderligere i de kommende år, sagde Martin Still, en astronomi programdirektør ved National Science Foundation, som finansierer Gemini Observatory fra USA som led i et internationalt samarbejde. "Gemini-observatoriet fortsætter med at fremme vores viden om universet ved at give det internationale videnskabssamfund forreste adgang til teleskopinstrumenter og -faciliteter."