Gökbilimciler ve kozmologlar arasında, Evren'e ne kadar uzak bakarsanız, zaman içinde o kadar geriye baktığınız iyi bilinen bir gerçektir. Ve gökbilimciler, 13.8 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama'ya ne kadar yakınlaşırlarsa, keşifler daha ilginç hale gelir. Bize Evrenin en erken dönemleri ve sonraki evrimi hakkında en çok şey öğreten bulgulardır.
Örneğin, Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Kaşifini (WISE) ve Magellan Teleskoplarını kullanan bilim adamları yakın zamanda bugüne kadarki en eski Süper Kütleli Kara Delik'i (SMBH) gözlemlediler. Keşif ekibinin araştırmasına göre, bu kara delik Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 800 milyon katı ve Dünya'dan 13 milyar ışık yılı daha fazla yer alıyor. Bu, SMBH'yi bugüne kadar gözlemlenen en uzak ve en genç yapar.
Son zamanlarda “7.5 kırmızıya kayma ile önemli ölçüde nötr bir evrende 800 milyon güneş kütleli bir kara delik” başlıklı çalışma, kısa süre önce dergide yayınlandı. Doğa. Carnegie Bilim Enstitüsü'nden bir araştırmacı olan Eduardo Bañados liderliğindeki ekip, NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı, Max Planck Astronomi Enstitüsü, Kavli Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Las Cumbres Gözlemevi ve birçok üniversiteden üyeleri içeriyordu.
Diğer SMBH'lerde olduğu gibi, bu özel keşif (J1342 + 0928 olarak adlandırılır), büyük bir galaksinin ortasındaki maddeyi toplayan bir kara delikten oluşan süper parlak nesneler sınıfı olan bir kuasardır. Nesne, WISE misyonundan gelen kızılötesi verileri yer tabanlı anketlerle birleştiren uzak nesneler için bir anket sırasında keşfedildi. Ekip daha sonra Carnegie Gözlemevi'nin Şili'deki Magellan teleskoplarından gelen verileri takip etti.
Tüm uzak kozmolojik nesnelerde olduğu gibi, J1342 + 0928’in mesafesi de kırmızıya kayması ölçülerek belirlendi. Gökbilimciler, bir nesnenin ışığının dalga boyunun, Evrenin Dünya'ya ulaşmadan genişlemesi ile ne kadar uzandığını ölçerek, gökbilimciler buraya ulaşmak için ne kadar yol kat etmesi gerektiğini belirleyebilirler. Bu durumda, quasar 7.54 kırmızıya kaymıştı, yani ışığının bize ulaşması 13 milyar yıldan fazla sürdü.
Arizona Üniversitesi Vekilharık Gözlemevi'nden Xiaohui Taraftarı (ve çalışmadaki ortak yazar) bir Carnegie basın bülteninde açıkladığı gibi:
“Bu büyük mesafe, Dünya'dan bakıldığında bu tür nesneleri son derece soluk yapar. Erken kuasarlar da gökyüzünde çok nadirdir. Kapsamlı araştırmaya rağmen, şimdiye kadar yedi'den büyük bir kırmızıya vardığında yalnızca bir kuasarın var olduğu biliniyordu. ”
Yaşı ve kütlesi göz önüne alındığında, bu kuasarın keşfi çalışma ekibi için oldukça sürpriz oldu. NASA'nın Jet Propulsiyon Laboratuarı'nda astrofizikçi ve araştırmanın ortak yazarı Daniel Stern'in NASA basın açıklamasında belirttiği gibi, “Bu kara delik, Big Bang'den sonra sadece 690 milyon yıl içinde beklediğimizden çok daha büyüdü. kara deliklerin nasıl oluştuğuna dair teoriler. ”
Esasen, bu kuasar, Evrenin kozmologların “Karanlık Çağlar” dediği şeyden ortaya çıkmaya başladığı bir zamanda vardı. Büyük Patlama'dan yaklaşık olarak 380.000 yıl ila 150 milyon yıl sonra başlayan bu dönemde, Evrendeki fotonların çoğu elektronlar ve protonlarla etkileşime giriyordu. Sonuç olarak, bu dönemin radyasyonu mevcut enstrümanlarımız tarafından tespit edilemez - dolayısıyla adı.
Evren, yerçekimi maddeyi ilk yıldızlara ve galaksilere yoğunlaşana kadar ışık kaynağı olmadan bu durumda kaldı. Bu dönem, Büyük Patlama'dan sonra 150 milyondan 1 milyar yıl süren ve yeniden şekillenen ilk yıldızlar, galaksiler ve kuasarlar ile karakterize edilen “Reinozation Epoch” olarak bilinir. Bu eski galaksiler tarafından salınan enerji, Evrenin nötr hidrojerinin heyecanlanmasına ve iyonlaşmasına neden olduğu için adlandırılmıştır.
Evren yeniden iyonlaştırıldıktan sonra, fotonlar uzayda özgürce seyahat edebilir ve Evren resmen ışığa karşı şeffaf hale gelebilir. Bu kuasarın keşfini bu kadar ilginç kılan da budur. Takımın gözlemlediği gibi, onu çevreleyen hidrojenin çoğu nötrdür, yani sadece gözlemlenen en uzak kuasar değil, aynı zamanda Evren yeniden iyonlaştırılmadan önce var olan bir kuasarın tek örneğidir.
Başka bir deyişle, J1342 + 0928, evrenin astrofizikin mevcut sınırlarından biri olan büyük bir geçiş döneminde vardı. Bu yeterli değilmiş gibi, ekip de nesnenin kütlesi tarafından karıştırıldı. Bir kara deliğin Evrenin bu erken döneminde çok büyük hale gelmesi için, böyle hızlı bir büyümeye izin vermek için özel koşullar olması gerekirdi.
Ancak bu koşulların ne olduğu bir sır olarak kalıyor. Durum ne olursa olsun, bu yeni bulunan SMBH galaksinin merkezinde şaşırtıcı bir oranda madde tüketiyor gibi görünüyor. Keşfi birçok soruyu gündeme getirse de, gelecekteki teleskopların konuşlandırılmasının bu kuasar ve kozmolojik dönemi hakkında daha fazla bilgi vereceği öngörülmektedir. Stern'in dediği gibi:
“Şu anda inşa edilen birkaç yeni nesil, daha da hassas tesislerle, önümüzdeki yıllarda çok erken evrende birçok heyecan verici keşif bekleyebiliriz.”
Bu yeni nesil misyonlar arasında Avrupa Uzay Ajansı'nın Öklid misyonu ve NASA'nın Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Teleskopu (WFIRST) yer alıyor. Öklid, karanlık enerjinin kozmik evrimi nasıl etkilediğini ölçmek için geçmişte 10 milyar yıl içinde bulunan nesneleri inceleyecekken, WFIRST bir milyar galaksiden gelen ışığı ölçmek için geniş alanlı kızıl ötesi araştırmalar yapacak.
Her iki misyonun da J1342 + 0928 gibi daha fazla nesne göstermesi bekleniyor. Günümüzde bilim adamları, gökyüzünde J1342 + 0928 kadar parlak ve uzak sadece 20 ila 100 kuasar olduğunu tahmin ediyorlar. Bu nedenle, bize şu anki yaşının sadece% 5'i olduğunda Evren hakkında temel bilgiler vermesi beklenen bu keşiften en çok memnun oldular.
