Astronomowie odkryli najbardziej odległe i najstarsze pojedyncze źródło emisji radiowych w znanym nam Wszechświecie. Źródłem tym jest kwazar znajdujący się 13 miliardów lat świetlnych od Ziemi, wyrzucający strumienie cząstek z prędkością bliską prędkości światła.
Kwazary to jedne z najjaśniejszych obiektów we Wszechświecie. To obiekty pozornie przypominające gwiazdę, ale w rzeczywistości są rodzajem aktywnych galaktyk. Część kwazarów emituje silne dżety promieniowania elektromagnetycznego, zwłaszcza w zakresie radiowym, ale też i w zakresie optycznym, rentgenowskim oraz gamma.
Kwazary wyrzucają ogromne ilości promieniowania w przestrzeń kosmiczną, gdy napędzające je supermasywne czarne dziury w ich centrach gwałtownie pożerają materie z dysku akrecyjnego. Opadająca na czarną dziurę materia może być tysiące razy jaśniejsza niż galaktyka macierzysta, która zawiera przecież setki miliardów gwiazd.
- Zważywszy, że obiekty te są tak jasne, można je obserwować z bardzo daleka. Galaktyki takie jak Droga Mleczna są zbyt słabe, aby można je było wykryć i zbadać z tak dużych odległości. Ale takie dżety, jak ten niedawno wykryty, mogą posłużyć nam do badań Wszechświata, gdy ten był bardzo młody. Mówimy o czasach, w których powstały pierwsze gwiazdy i galaktyki - powiedziała współautorka badań Chiara Mazzucchelli z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile.
Emisja zaobserwowana przez astronomów pochodzi właśnie z takiego obiektu - z kwazara znajdującego się 12,7 miliarda lat świetlnych od nas. To oznacza, że promieniowanie, które zarejestrowali uczeni, zostało wyemitowane w momencie, gdy Wszechświat miał jedynie 780 mln lat. Opis zarejestrowanego sygnału ukazał się na łamach pisma „The Astrophysical Journal”.
Kwazar będący źródłem sygnału został nazwany P172 + 18. Nie jest on najdalszych odkrytym obiektem tego typu. Już wcześniej badacze dostrzegli odleglejsze kwazary, ale ten jest najdalszym, który emituje dżety przede wszystkim w zakresie radiowym. Około jeden na 10 kwazarów emituje tego typu dżety, dlatego obiekty te nazywane są kwazarami „głośnymi radiowo”.
W centrum P172 + 18 znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 300 milionów mas Słońca, która w niewiarygodnym tempie pochłania otaczającą ją materię. - Czarna dziura bardzo szybko pochłania materię zwiększając masę z jednym z najwyższych wskaźników, jakie kiedykolwiek zaobserwowano – przyznała Mazzucchelli.
Naukowcy od dawna zastanawiają się, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogły urosnąć tak szybko i osiągnąć tak olbrzymią masę w początkowym okresie istnienia Wszechświata? To jedno z kluczowych pytań dzisiejszej astronomii. Naukowcy sądzą, że to dżety mogą być jednym z mechanizmów, które przyspieszają wzrost czarnych dziur, a tym samym mają też wpływ na ewolucję galaktyk.
- Badania teoretyczne mówią, że obecność dżetów radiowych może zwiększyć prędkość, z jaką czarna dziura pochłania materię, co oznacza, że mogą one pozwolić czarnej dziurze rosnąć znacznie szybciej, a to z kolei może wyjaśnić, dlaczego czarne dziury urosły do tak dużych rozmiarów już we wczesnym Wszechświecie. Jednocześnie dżety radiowe mogą wpływać na galaktykę otaczającą kwazar oraz na sposób formowania się gwiazd - dodała Mazzucchelli.
Naukowcy uważają, że jest związek między szybki wzrostem czarnych dziur, a intensywnymi dżetami radiowymi. Mogą one zaburzać ruch gazów i pyłów krążących w dysku akrecyjnym wokół czarnych dziur, co z kolei może zwiększać tempo ich opadania dalej do wewnątrz czarnych dziur, za horyzont zdarzeń, punkt bez powrotu. Tego typu badania mogą dostarczyć ważnych informacji na temat tego, w jaki sposób czarne dziury we wczesnym Wszechświecie rozrosły się do swoich supermasywnych rozmiarów tak szybko po Wielkim Wybuchu.
Mazzucchelli opisała kwazary jako znajdujące się bardzo daleko „latarki”, które oświetlają określony czas i przestrzeń w historii Wszechświata. Każdy nowo odkryty kwazar odsłania kolejną plamę na osi czasu między Wielkim Wybuchem a Wszechświatem, który widzimy dzisiaj. Badaczka podkreśliła, że takich obiektów może być znacznie więcej i z pewnością uda się znaleźć kolejne, być może nawet odleglejsze od tego.
Źródło: Live Science, fot. ESO/M. Kornmesser
