Najjasnejšie svetlo vo vesmíre. Bol objavený najjasnejší kvazar mladého vesmíru, ktorý pomôže odhaliť tajomstvá éry reionizácie

Vďaka rýchlemu vývoju technológií astronómovia robia vo vesmíre stále zaujímavejšie a neuveriteľnejšie objavy. Napríklad názov „najväčší objekt vo vesmíre“ prechádza od jedného objavu k druhému takmer každý rok. Niektoré objavené objekty sú také obrovské, že svojou existenciou zmiatajú aj tých najlepších vedcov na našej planéte. Povedzme si o desiatich najväčších.

Relatívne nedávno vedci objavili najväčšiu studenú škvrnu vo vesmíre. Nachádza sa v južnej časti súhvezdia Eridanus. S dĺžkou 1,8 miliardy svetelných rokov toto miesto vedcov zmiatlo. Netušili, že predmety tejto veľkosti môžu existovať.

Napriek prítomnosti slova „void“ v názve (z angličtiny „void“ znamená „prázdnota“), priestor tu nie je úplne prázdny. Táto oblasť vesmíru obsahuje asi o 30 percent menej zhlukov galaxií ako okolitý priestor. Podľa vedcov tvoria dutiny až 50 percent objemu vesmíru a toto percento bude podľa ich názoru naďalej rásť vďaka supersilnej gravitácii, ktorá priťahuje všetku hmotu, ktorá ich obklopuje.

Superblob

V roku 2006 bol objav záhadnej kozmickej „bubliny“ (alebo kvapôčky, ako ich vedci zvyčajne nazývajú) označený za najväčší objekt vo vesmíre. Je pravda, že tento titul si dlho neudržal. Táto bublina s priemerom 200 miliónov svetelných rokov je obrovskou zbierkou plynu, prachu a galaxií. S určitými výhradami tento objekt vyzerá ako obrovská zelená medúza. Objekt objavili japonskí astronómovia pri štúdiu jednej z oblastí vesmíru, ktorá je známa prítomnosťou obrovského objemu kozmického plynu.

Každé z troch „chápadiel“ tejto bubliny obsahuje galaxie, ktoré sú medzi sebou štyrikrát hustejšie ako zvyčajne vo vesmíre. Zhluky galaxií a guľôčky plynu vo vnútri tejto bubliny sa nazývajú Lyman-Alpha bubliny. Predpokladá sa, že tieto objekty sa začali objavovať približne po 2 miliardách rokov veľký tresk a sú skutočnými relikviami starovekého vesmíru. Vedci naznačujú, že predmetná bublina sa vytvorila, keď sa masívne hviezdy, ktoré existovali v prvých dňoch vesmíru, náhle zmenili na supernovu a vyvrhli obrovské objemy plynu do vesmíru. Objekt je taký masívny, že vedci veria, že je celkovo jedným z prvých kozmických objektov, ktoré vznikli vo vesmíre. Podľa teórií sa z plynu, ktorý sa tu nahromadil, časom vytvorí stále viac nových galaxií.

Shapleyho superklastra

Vedci dlhé roky verili, že naša galaxia je ťahaná cez vesmír rýchlosťou 2,2 milióna kilometrov za hodinu niekde v smere súhvezdia Kentaurus. Astronómovia naznačujú, že dôvodom je Veľký atraktor(Great Attractor), objekt s takou gravitačnou silou, že k sebe stačí pritiahnuť celé galaxie. Pravda, vedci, aby sme zistili, o aký predmet ide na dlhú dobu nemohol. Predpokladá sa, že tento objekt sa nachádza za takzvanou „zónou vyhýbania sa“ (ZOA), oblasťou na oblohe, ktorú zakrýva galaxia Mliečna dráha.

Postupom času však prišla na pomoc röntgenová astronómia. Jeho vývoj umožnil nahliadnuť za oblasť ZOA a zistiť, čo presne je príčinou takej silnej gravitačnej príťažlivosti. Pravda, to, čo videli vedci, ich dostalo do ešte väčšej slepej uličky. Ukázalo sa, že za oblasťou ZOA sa nachádza obyčajná kopa galaxií. Veľkosť tejto hviezdokopy nekorelovala so silou gravitačnej príťažlivosti pôsobiacej na našu galaxiu. Ale akonáhle sa vedci rozhodli pozrieť hlbšie do vesmíru, čoskoro zistili, že naša galaxia je priťahovaná k ešte väčšiemu objektu. Ukázalo sa, že ide o Shapleyovu superkopu - najhmotnejšiu superkopu galaxií v pozorovateľnom vesmíre.

Nadkopa pozostáva z viac ako 8 000 galaxií. Jeho hmotnosť je asi 10 000-krát väčšia ako hmotnosť Mliečnej dráhy.

Veľký múr CfA2

Ako väčšina objektov na tomto zozname, aj Veľký múr (známy aj ako Veľký múr CfA2) sa kedysi pýšil titulom najväčšieho známeho vesmírneho objektu vo vesmíre. Objavili ho americká astrofyzička Margaret Joan Geller a John Peter Hunra pri štúdiu efektu červeného posunu pre Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Podľa vedcov je jeho dĺžka 500 miliónov svetelných rokov, šírka 300 miliónov a hrúbka 15 miliónov svetelných rokov.

Presné rozmery Veľkého múru stále zostávajú pre vedcov záhadou. Môže byť oveľa väčšia, než sa predpokladalo, s dĺžkou 750 miliónov svetelných rokov. Problém pri určovaní presných rozmerov spočíva v umiestnení tejto gigantickej stavby. Rovnako ako v prípade Shapleyho superklastra je Veľký múr čiastočne zakrytý „zónou vyhýbania“.

Vo všeobecnosti nám táto „zóna vyhýbania“ neumožňuje vidieť asi 20 percent pozorovateľného (dosiahnuteľného pre súčasné teleskopy) vesmíru. Nachádza sa vo vnútri Mliečnej dráhy a obsahuje husté nahromadenia plynu a prachu (ako aj vysokú koncentráciu hviezd), ktoré značne skresľujú pozorovania. Na pohľad cez vyhýbaciu zónu musia astronómovia použiť napríklad infračervené teleskopy, ktoré im umožnia preniknúť do ďalších 10 percent vyhýbacej zóny. To, čo infračervené vlny nedokážu preniknúť, môžu preniknúť rádiové vlny, ako aj blízke infračervené vlny a röntgenové lúče. Avšak, virtuálny nedostatok príležitostí, aby zvážila také veľký región vesmír je pre vedcov trochu frustrujúci. „Zóna vyhýbania sa“ môže obsahovať informácie, ktoré by mohli vyplniť medzery v našich vedomostiach o vesmíre.

Superklaster Laniakea

Galaxie sú zvyčajne zoskupené. Tieto skupiny sa nazývajú klastre. Oblasti vesmíru, kde sú tieto zhluky medzi sebou hustejšie, sa nazývajú superklastre. Predtým astronómovia mapovali tieto objekty určovaním ich fyzickej polohy vo vesmíre, ale nedávno Nová cesta mapovanie miestneho priestoru. To umožnilo osvetliť informácie, ktoré boli predtým nedostupné.

Nový princíp mapovania miestneho priestoru a galaxií v ňom umiestnených nie je založený na výpočte polohy objektov, ale na pozorovaní ukazovateľov gravitačného vplyvu objektov. Vďaka novej metóde sa určí poloha galaxií a na základe toho sa zostaví mapa rozloženia gravitácie vo Vesmíre. V porovnaní so starými, nová metóda je pokročilejší, pretože astronómom umožňuje nielen spozorovať nové objekty vo viditeľnom vesmíre, ale aj nájsť nové objekty na miestach, kam sa predtým nemohli pozerať.

Prvé výsledky štúdia lokálnej kopy galaxií pomocou novej metódy umožnili odhaliť novú nadkopu. Dôležitosť tohto výskumu je v tom, že nám umožní lepšie pochopiť, kde je naše miesto vo vesmíre. Predtým sa predpokladalo, že Mliečna dráha sa nachádza vo vnútri nadkopy Panny, ale nová výskumná metóda ukazuje, že táto oblasť je len časťou ešte väčšej nadkopy Laniakea - jedného z najväčších objektov vo vesmíre. Rozprestiera sa viac ako 520 miliónov svetelných rokov a niekde v nej sa nachádzame aj my.

Veľký múr Sloan

Sloan Great Wall bol prvýkrát objavený v roku 2003 ako súčasť Sloan Digital Sky Survey, vedeckého mapovania stoviek miliónov galaxií s cieľom identifikovať najväčšie objekty vo vesmíre. Sloanov veľký múr je obrovské galaktické vlákno pozostávajúce z niekoľkých superkopy. Sú ako chápadlá obrovskej chobotnice rozmiestnené vo všetkých smeroch vesmíru. S dĺžkou 1,4 miliardy svetelných rokov bola „stena“ kedysi považovaná za najväčší objekt vo vesmíre.

Samotný Veľký múr Sloan nie je tak študovaný ako superklastre, ktoré sa v ňom nachádzajú. Niektoré z týchto superklastrov sú zaujímavé samy o sebe a zaslúžia si osobitnú zmienku. Jedna má napríklad jadro galaxií, ktoré spolu zvonku vyzerajú ako obrie úponky. Vo vnútri ďalšej superkopy existuje vysoká gravitačná interakcia medzi galaxiami – mnohé z nich teraz prechádzajú obdobím zlučovania.

Prítomnosť „steny“ a akýchkoľvek iných väčších objektov vytvára nové otázky o záhadách vesmíru. Ich existencia je v rozpore s kozmologickým princípom, ktorý teoreticky obmedzuje, aké veľké môžu byť objekty vo vesmíre. Podľa tohto princípu zákony vesmíru neumožňujú existenciu objektov väčších ako 1,2 miliardy svetelných rokov. Objekty ako Sloanov veľký múr však tomuto názoru úplne odporujú.

Obrovská skupina Quasar LQG7

Kvazary sú vysokoenergetické astronomické objekty nachádzajúce sa v strede galaxií. Predpokladá sa, že centrá kvazarov sú supermasívne čierne diery, ktoré priťahujú okolitú hmotu. To vedie k obrovskej emisii žiarenia, ktorého energia je 1000-krát väčšia ako energia produkovaná všetkými hviezdami vo vnútri galaxie. V súčasnosti na treťom mieste medzi najväčšími štrukturálnymi objektmi vo vesmíre je skupina kvazarov Huge-LQG pozostávajúca zo 73 kvazarov roztrúsených na viac ako 4 miliardy svetelných rokov. Vedci sa domnievajú, že taká masívna skupina kvazarov, ako aj podobné, sú jedným z dôvodov objavenia sa najväčších štruktúrnych vo vesmíre, ako je napríklad Veľký múr Sloan.

Skupina kvazarov Huge-LQG bola objavená po analýze rovnakých údajov, ktoré viedli k objavu Sloanovho Veľkého múru. Vedci určili jeho prítomnosť po zmapovaní jednej z oblastí vesmíru pomocou špeciálneho algoritmu, ktorý meria hustotu kvazarov v určitej oblasti.

Treba poznamenať, že samotná existencia Huge-LQG je stále predmetom diskusie. Niektorí vedci sa domnievajú, že táto oblasť vesmíru v skutočnosti predstavuje jednu skupinu kvazarov, zatiaľ čo iní vedci sú presvedčení, že kvazary v tejto oblasti vesmíru sú umiestnené náhodne a nie sú súčasťou jednej skupiny.

Obrovský gama prsteň

Obrovský prstenec GRB, ktorý sa tiahne viac ako 5 miliárd svetelných rokov, je druhým najväčším objektom vo vesmíre. Okrem svojej neuveriteľnej veľkosti tento objekt púta pozornosť aj vďaka svojim nezvyčajný tvar. Astronómovia študujúci gama záblesky (obrovské výboje energie, ktoré sú výsledkom smrti masívnych hviezd) objavili sériu deviatich zábleskov, ktorých zdroje boli v rovnakej vzdialenosti od Zeme. Tieto výbuchy vytvorili na oblohe prstenec 70-krát väčší ako priemer Mesiaca v splne. Ak vezmeme do úvahy, že samotné záblesky gama žiarenia sú pomerne zriedkavé, šanca, že vytvoria podobný tvar na oblohe, je 1 ku 20 000. To umožnilo vedcom predpokladať, že sú svedkami jedného z najväčších štruktúrnych objektov vo vesmíre.

Samotný „prsteň“ je len termín, ktorý popisuje vizuálnu reprezentáciu tohto javu pri pozorovaní zo Zeme. Podľa jedného predpokladu môže byť obrovský gama prstenec projekciou určitej gule, okolo ktorej sa všetky emisie gama žiarenia vyskytli v relatívne krátkom časovom období, asi 250 miliónov rokov. Je pravda, že tu vyvstáva otázka, aký zdroj by mohol vytvoriť takúto guľu. Jedno vysvetlenie zahŕňa myšlienku, že galaxie sa môžu zhlukovať okolo obrovských koncentrácií temnej hmoty. To je však len teória. Vedci stále nevedia, ako takéto štruktúry vznikajú.

Veľký Herkulov múr – Severná koruna

Najväčší štrukturálny objekt vo vesmíre objavili astronómovia pri pozorovaní gama žiarenia. Tento objekt, nazývaný Veľký Herkulov múr – Corona Borealis, sa rozprestiera na viac ako 10 miliárd svetelných rokov, čím je dvakrát väčší ako Obrovský gama prstenec. Pretože najjasnejšie záblesky gama žiarenia pochádzajú z väčších hviezd, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v oblastiach vesmíru, ktoré obsahujú viac hmoty, astronómovia metaforicky vidia každý záblesk gama žiarenia ako ihlu, ktorá prepichne niečo väčšie. Keď vedci zistili, že oblasť vesmíru v smere súhvezdí Herkula a Corona Borealis zažíva nadmerné záblesky gama lúčov, zistili, že sa tam nachádza astronomický objekt, s najväčšou pravdepodobnosťou hustá koncentrácia zhlukov galaxií a inej hmoty.

Zaujímavý fakt: názov „Great Wall Hercules – Northern Crown“ vymyslel filipínsky tínedžer, ktorý si ho zapísal do Wikipédie (kto nevie, môže túto elektronickú encyklopédiu upravovať). Krátko po správe, že astronómovia objavili obrovskú štruktúru v kozmickom horizonte, sa na stránkach Wikipédie objavil zodpovedajúci článok. Napriek tomu, že vymyslený názov presne nevystihuje tento objekt (stena pokrýva niekoľko súhvezdí naraz, a nielen dve), svetový internet si na to rýchlo zvykol. Môže to byť prvýkrát, čo Wikipedia pomenovala objavený a vedecky zaujímavý objekt.

Keďže samotná existencia tejto „steny“ je v rozpore aj s kozmologickým princípom, vedci musia zrevidovať niektoré zo svojich teórií o tom, ako vesmír vlastne vznikol.

Kozmický web

Vedci sa domnievajú, že rozpínanie vesmíru nenastáva náhodne. Existujú teórie, podľa ktorých sú všetky vesmírne galaxie usporiadané do jednej štruktúry neuveriteľnej veľkosti, ktorá pripomína vláknité spojenia, ktoré navzájom spájajú husté oblasti. Tieto vlákna sú rozptýlené medzi menej hustými dutinami. Vedci túto štruktúru nazývajú Kozmická sieť.

Podľa vedcov bola sieť vytvorená vo veľmi raných fázach histórie vesmíru. Spočiatku bola tvorba webu nestabilná a heterogénna, čo následne pomohlo sformovať všetko, čo teraz vo vesmíre existuje. Verí sa, že „vlákna“ tohto webu zohrali veľkú úlohu vo vývoji vesmíru – urýchlili ho. Je potrebné poznamenať, že galaxie, ktoré sa nachádzajú vo vnútri týchto vlákien, majú podstatne viac vysoká miera tvorba hviezd. Okrem toho sú tieto vlákna akýmsi mostom pre gravitačnú interakciu medzi galaxiami. Po ich vytvorení v týchto vláknach sa galaxie pohybujú smerom ku kopám galaxií, kde časom odumierajú.

Len nedávno vedci začali chápať, čo táto kozmická sieť vlastne je. Pri štúdiu jedného zo vzdialených kvazarov vedci poznamenali, že jeho žiarenie ovplyvňuje jedno z vlákien kozmickej siete. Svetlo kvazaru smerovalo priamo k jednému z vlákien, ktoré v ňom zahrievalo plyny a rozžiarilo ich. Na základe týchto pozorovaní si vedci dokázali predstaviť rozloženie vlákien medzi inými galaxiami, čím vytvorili obraz „kostra vesmíru“.

Samotný výraz „kvasar“ je odvodený zo slov quas istell a r a r adiosource, doslova znamená: , ako hviezda. Toto sú najjasnejšie objekty v našom vesmíre, ktoré majú veľmi silný . Sú klasifikované ako aktívne galaktické jadrá - tieto nezapadajú do tradičnej klasifikácie.

Mnohí ich považujú za obrovské, intenzívne pohlcujúce všetko, čo ich obklopuje. Látka, ktorá sa k nim približuje, sa veľmi zrýchľuje a zahrieva. Pod vplyvom magnetického poľa čiernej diery sa častice zhromažďujú do lúčov, ktoré odlietajú od jej pólov. Tento proces je sprevádzaný veľmi jasnou žiarou. Existuje verzia, že kvazary sú galaxie na začiatku svojho života a v skutočnosti vidíme ich vzhľad.

Ak predpokladáme, že kvazar je nejaký druh superhviezdy, ktorá spaľuje vodík, z ktorého je tvorený, potom by mal mať hmotnosť až miliardy Slnka!

To je však v rozpore s modernou vedou, ktorá verí, že hviezda s hmotnosťou viac ako 100 hmotností Slnka bude nevyhnutne nestabilná a v dôsledku toho sa rozpadne. Záhadou zostáva aj zdroj ich gigantickej energie.

Jas

Kvazary majú obrovskú radiačnú silu. Môže stonásobne prekročiť silu žiarenia všetkých hviezd v celej galaxii. Sila je taká veľká, že bežným ďalekohľadom môžeme vidieť objekt vzdialený od nás miliardy svetelných rokov.

Polhodinová sila žiarenia kvazaru môže byť porovnateľná s energiou uvoľnenou pri výbuchu supernovy.

Svietivosť môže tisíckrát prekročiť svietivosť galaxií a tie pozostávajú z miliárd hviezd! Ak porovnáme množstvo energie vyrobenej za jednotku času kvazarom, rozdiel bude 10 biliónkrát! A veľkosť takéhoto objektu môže byť celkom porovnateľná s objemom.

Vek

Vek týchto superobjektov je desiatky miliárd rokov. Vedci vypočítali: ak je dnes pomer kvazarov a galaxií 1: 100 000, potom pred 10 miliardami rokov to bolo 1: 100.

Vzdialenosti kvazarov

Vzdialenosti vzdialených objektov vo vesmíre sa určujú pomocou. Všetky pozorované kvazary sa vyznačujú silným červeným posunom, to znamená, že sa vzďaľujú. A rýchlosť ich odstraňovania je jednoducho fantastická. Napríklad pre objekt 3C196 bola vypočítaná rýchlosť 200 000 km/s (dve tretiny rýchlosti svetla)! A pred ním je asi 12 miliárd svetelných rokov. Pre porovnanie, galaxie lietajú maximálnou rýchlosťou „iba“ desaťtisíc km/s.

Niektorí astronómovia sa domnievajú, že toky energie z kvazarov aj vzdialenosti k nim sú trochu prehnané. Faktom je, že neexistuje žiadna dôvera v metódy štúdia ultravzdialených objektov, po celú dobu intenzívnych pozorovaní nebolo možné s dostatočnou istotou určiť vzdialenosti ku kvazarom.

Variabilita

Skutočnou záhadou je variabilita kvazarov. Svoju svietivosť menia s mimoriadnou frekvenciou, galaxie takéto zmeny nemajú. Obdobie zmeny možno počítať v rokoch, týždňoch a dňoch. Za rekord sa považuje 25-násobná zmena jasu za jednu hodinu. Táto variabilita je charakteristická pre všetky kvazarové emisie. Na základe nedávnych pozorovaní sa ukazuje, že O Väčšina kvazarov sa nachádza v blízkosti centier obrovských eliptických galaxií.

Ich štúdiom si viac ujasníme štruktúru Vesmíru a jeho vývoj.

Táto hviezda, úžasná vo všetkých ohľadoch, je však ako 10-wattová žiarovka v porovnaní so skutočne najjasnejšími objektmi vo vesmíre, napríklad rovnakými kvazarmi. Tieto objekty sú oslepujúce galaktické jadrá, ktoré tak intenzívne žiaria kvôli svojej hladnej povahe. V ich strede sú supermasívne čierne diery, ktoré požierajú akúkoľvek hmotu, ktorá ich obklopuje. Nedávno vedci objavili najjasnejšieho zástupcu. Jeho jas prevyšuje jas slnka takmer 600 biliónkrát.

Kvazar, o ktorom vedci píšu v The Astrophysical Journal Letters a pomenovali ho J043947.08+163415.7, je výrazne jasnejší ako doterajší držiteľ rekordu – žiari s intenzitou 420 biliónov sĺnk. Na porovnanie, najjasnejšia galaxia, akú kedy astronómovia objavili, má svietivosť „iba“ 350 biliónov hviezd.

„Nečakali sme, že nájdeme kvazar jasnejší ako celý pozorovateľný vesmír,“ komentuje vedúci štúdie Xiaohui Fan.

Je logické sa pýtať: ako astronómovia prehliadli taký jasný objekt a až teraz ho objavili? Dôvod je jednoduchý. Kvazar sa nachádza prakticky na druhej strane vesmíru, vo vzdialenosti asi 12,8 miliardy svetelných rokov. Objavili ho až vďaka zvláštnemu fyzikálnemu javu známemu ako gravitačná šošovka.

Diagram znázorňujúci, ako funguje efekt gravitačnej šošovky

Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity veľmi masívne objekty vo vesmíre využívajú svoju gravitačnú silu na ohýbanie smeru svetelných vĺn, čím sa doslova ohýbajú okolo zdroja gravitácie. V našom prípade svetlo z kvazaru skresľovala galaxia nachádzajúca sa takmer v polovici cesty medzi nami a zdrojom, čím sa jeho svietivosť zvýšila takmer 50-krát. Okrem toho v prípade silnej gravitačnej šošovky je možné pozorovať niekoľko obrázkov objektu na pozadí naraz, pretože svetlo zo zdroja k nám prichádza rôznymi spôsobmi, a teda k pozorovateľovi dorazí v rôznych časoch.

„Bez takého vysokého zväčšenia by sme nikdy neboli schopní vidieť galaxiu, v ktorej sa nachádza,“ hovorí Feige Wang, ďalší autor štúdie.

"Vďaka tomuto efektu zväčšenia môžeme dokonca sledovať plyn okolo čiernej diery a zistiť, aký vplyv má čierna diera na svoju hostiteľskú galaxiu celkovo."

Gravitačné šošovky umožňujú vedcom vidieť objekt podrobnejšie. Zistilo sa teda, že hlavná jasnosť objektu pochádza z vysoko zahriateho plynu a prachu padajúceho do supermasívnej čiernej diery v strede kvazaru. Časť jasnosti však pridáva aj dosť hustý zhluk hviezd v blízkosti galaktického centra. Astronómovia zhruba odhadli, že galaxia obsahujúca najjasnejší kvazar produkuje každý rok asi 10 000 nových hviezd, vďaka čomu je naša Mliečna dráha skutočným lenivcom. V našej galaxii sa podľa astronómov zrodí v priemere len jedna hviezda za rok.

Skutočnosť, že takýto jasný kvazar bol zistený až teraz, opäť ukazuje, ako veľmi sú astronómovia skutočne obmedzení v schopnosti detekovať tieto objekty. Vedci tvrdia, že vzhľadom na ich vzdialenosti je väčšina kvazarov identifikovaná podľa ich červenej farby, no mnohé môžu spadnúť do „tieňa“ galaxií, ktoré ležia pred týmito objektmi. Tieto galaxie robia obrázky kvazarov rozmazanejšími a ich farba sa pohybuje viac do modrej oblasti spektra.

„Myslíme si, že nám doteraz uniklo 10 až 20 podobných objektov. Jednoducho preto, že sa nám môžu zdať odlišné od kvazarov vďaka svojmu modrému posunu,“ hovorí Fan.

„To môže naznačovať, že náš tradičný spôsob hľadania kvazarov už nemusí fungovať a musíme hľadať nové, ktoré dokážu tieto objekty hľadať a pozorovať. Možno sa spoliehame na analýzu veľkých súborov údajov.“

Najjasnejší kvazar bol potvrdený pomocou teleskopu observatória MMT (Arizona, USA) po tom, čo sa o ňom objavili údaje počas infračerveného štúdia oblohy britskými špecialistami (UK Infrared Telescope Hemisphere Survey), pozorovaniami teleskopu Pan-STARRS1, as aj archívne infračervené údaje vesmírneho teleskopu NASA WISE. Pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu sa vedcom podarilo potvrdiť, že vidia kvazar pomocou efektu gravitačnej šošovky.

Vďaka dvojici prirodzenej šošovky a Hubbleovmu vesmírnemu teleskopu astronómovia objavili najjasnejší kvazar v ranom vesmíre, ktorý poskytuje ďalší pohľad na zrod galaxií menej ako jednu miliardu rokov po Veľkom tresku. V časopise je uvedený článok popisujúci objav The Astrophysical Journal Letters .

„Keby nebolo prirodzeného vesmírneho teleskopu, svetlo z objektu dopadajúceho na Zem by bolo 50-krát slabšie. Objav ukazuje, že silne šošovkové kvazary skutočne existujú, a to aj napriek tomu, že sme ich hľadali viac ako 20 rokov a nikdy predtým sme ich nevideli na takú veľkú vzdialenosť,“ hovorí Xiaohui Fan, hlavný autor štúdie z University of Arizona (USA).

Kvazary sú extrémne jasné jadrá aktívnych galaxií. Silnú žiaru takýchto objektov vytvára supermasívna čierna diera obklopená akrečným diskom. Plyn dopadajúci do vesmírneho monštra uvoľňuje neskutočné množstvo energie, ktorú možno pozorovať na všetkých vlnových dĺžkach.

Objavený objekt, katalogizovaný ako J043947.08 + 163415.7 (skrátene J0439+1634), nie je výnimkou z tohto pravidla – jeho jasnosť zodpovedá približne 600 biliónom Sĺnk a supermasívna čierna diera, ktorá ho vytvára, je 700 miliónov krát hmotnejšia. než naša hviezda.

Avšak ani bystré oko samotného Hubbleovho teleskopu nedokáže vidieť taký jasný objekt nachádzajúci sa vo veľkej vzdialenosti od Zeme. A tu mu príde na pomoc gravitácia a šťastie. Tlmená galaxia umiestnená priamo medzi kvazarom a ďalekohľadom ohýba svetlo z J0439+1634 a robí ho 50-krát jasnejším, než by bolo bez efektu gravitačnej šošovky.

Údaje získané týmto spôsobom ukázali, že po prvé, kvazar sa nachádza vo vzdialenosti 12,8 miliardy svetelných rokov od nás, a po druhé, jeho supermasívna čierna diera nielenže pohlcuje plyn, ale úžasnou rýchlosťou vyvoláva aj zrod hviezd. - až 10 000 svietidiel ročne. Pre porovnanie, v Mliečnej dráhe sa v tomto časovom období vytvorí iba jedna hviezda.

„Vlastnosti a odľahlosť J0439+1634 z neho robia hlavný cieľ pre štúdie vývoja vzdialených kvazarov a úlohy supermasívnych čiernych dier pri tvorbe hviezd,“ vysvetlil Fabian Walter, spoluautor štúdie z Inštitútu Maxa Plancka. Astronómia (Nemecko).

Snímka Hubbleovho vesmírneho teleskopu ukazuje intervenujúcu galaxiu pôsobiacu ako šošovka a zosilnené svetlo z kvazaru J0439+1634. Poďakovanie: NASA, ESA, X. Fan (University of Arizona)

Objekty podobné J0439+1634 existovali počas éry reionizácie mladého vesmíru, keď žiarenie z mladých galaxií a kvazarov zahrievalo vodík, ktorý sa ochladil počas 400 000 rokov od Veľkého tresku. Vďaka tomuto procesu sa vesmír zmenil z neutrálnej plazmy na ionizovanú. Stále však nie je presne jasné, aké objekty poskytli reionizujúce fotóny, a kvazary ako ten objavený môžu pomôcť vyriešiť dlhotrvajúcu záhadu.

Z tohto dôvodu tím pokračuje v zhromažďovaní čo najväčšieho množstva údajov o J0439+1634. V súčasnosti analyzuje podrobné 20-hodinové spektrum nasnímané veľmi veľkým teleskopom Európskeho južného observatória, ktoré im umožní identifikovať chemické zloženie a teplota medzigalaktického plynu v ranom vesmíre. Okrem toho sa na pozorovania použije sústava rádioteleskopov ALMA, ako aj budúci vesmírny teleskop NASA James Webb. Astronómovia dúfajú, že pomocou zozbieraných údajov uvidia polomer 150 svetelných rokov supermasívnej čiernej diery a zmerajú vplyv jej gravitácie na tvorbu plynu a hviezd.

Najbližší kvazar je 3C 273, ktorý sa nachádza v obrovskej eliptickej galaxii v súhvezdí Panna. Poďakovanie: ESA/Hubble & NASA.

Kvazary, ktoré žiaria tak jasne, že prevyšujú staroveké galaxie, v ktorých sídlia, sú vzdialené objekty, ktoré sú v podstate čiernou dierou s akrečným diskom, ktorý je miliardy krát hmotnejší ako naše Slnko. Tieto mocné objekty fascinujú astronómov už od ich objavu v polovici minulého storočia.

V tridsiatych rokoch minulého storočia Karl Jansky, fyzik z Bell Telephone Laboratories, objavil „hviezdny hluk“, ktorý je najintenzívnejší smerom k centrálnej časti Mliečnej dráhy. V 50. rokoch 20. storočia astronómovia pomocou rádioteleskopov dokázali odhaliť nový typ objekty v našom vesmíre.

Pretože tento objekt vyzeral ako bod, astronómovia ho nazvali „kvázi-hviezdny rádiový zdroj“ alebo kvazar. Táto definícia však nie je úplne správna, keďže podľa Národného astronomického observatória Japonska iba asi 10 percent kvazarov vyžaruje silné rádiové vlny.

Trvalo roky štúdia, kým sme si uvedomili, že tieto vzdialené škvrny svetla, ktoré vyzerali ako hviezdy, boli vytvorené časticami, ktoré sa zrýchlili na rýchlosť blížiacu sa rýchlosti svetla.

„Kvazary patria medzi najjasnejšie a najvzdialenejšie známe nebeské objekty. Sú kľúčové pre pochopenie vývoja raného vesmíru,“ povedal astronóm Bram Venemans z Inštitútu astronómie. Max Planck v Nemecku.

Predpokladá sa, že kvazary vznikajú v tých oblastiach vesmíru, v ktorých je celková hustota hmoty oveľa vyššia ako priemer.

Väčšina kvazarov bola nájdená vo vzdialenosti miliárd svetelných rokov. Pretože svetlo potrebuje čas, aby prekonalo túto vzdialenosť, štúdium kvazarov je podobné stroju času: objekt vidíme taký, aký bol, keď ho svetlo opustilo, pred miliardami rokov. Takmer všetky z viac ako 2000 doteraz známych kvazarov sa nachádzajú v mladých galaxiách. Naša Mliečna dráha, podobne ako iné podobné galaxie, už pravdepodobne prešla týmto štádiom.

V decembri 2017 bol objavený najvzdialenejší kvazar, ktorý sa nachádzal vo vzdialenosti viac ako 13 miliárd svetelných rokov od Zeme. Vedci tento objekt, známy ako J1342+0928, so záujmom sledujú, odkedy sa objavil len 690 miliónov rokov po Veľkom tresku. Tieto typy kvazarov môžu poskytnúť informácie o tom, ako sa galaxie vyvíjajú v priebehu času.

Jasný kvazar PSO J352.4034-15.3373 umiestnený vo vzdialenosti 13 miliárd svetelných rokov. Poďakovanie: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science.

Kvazary vyžarujú milióny, miliardy a možno aj bilióny elektrónvoltov energie. Táto energia prevyšuje celkové množstvo svetla zo všetkých hviezd v galaxii, takže kvazary žiaria 10- až 100-tisíckrát jasnejšie ako napríklad Mliečna dráha.

Ak by bol kvazar 3C 273, jeden z najjasnejších objektov na oblohe, vzdialený 30 svetelných rokov od Zeme, zdal by sa jasný ako Slnko. Vzdialenosť ku kvazaru 3C 273 je však v skutočnosti najmenej 2,5 miliardy svetelných rokov.

Kvazary patria do triedy objektov známych ako aktívne galaktické jadrá (AGN). Patria sem aj Seyfertove galaxie a blazary. Všetky tieto objekty vyžadujú na existenciu supermasívnu čiernu dieru.

Seyfertove galaxie sú najslabším typom AGN, generujú len asi 100 kiloelektrónvoltov energie. Blazary, podobne ako ich bratranci kvazary, uvoľňujú podstatne väčšie množstvo energie.

Mnohí vedci sa domnievajú, že všetky tri typy AGN sú v podstate rovnaké objekty, ale nachádzajú sa v rôznych uhloch k nám.