Med astronomi in kozmologi je dobro znano dejstvo, da kolikor dlje v vesolje gledate, dlje nazaj v čas, ki ga vidite. In kolikor bližje so astronomi do velikega poka, ki se je zgodil pred 13,8 milijarde let, bolj zanimiva so odkritja. Prav te ugotovitve nas največ naučijo o najzgodnejših obdobjih Vesolja in njegovem nadaljnjem razvoju.
Na primer, znanstveniki, ki uporabljajo raziskovalca infracrvenega raziskovanja s širokim poljem (WISE) in Magellanove teleskope, so nedavno opazili najstarejšo supermasivno črno luknjo do zdaj. Glede na raziskavo ekipe odkritja je ta črna luknja približno 800 milijonov večja od mase našega Sonca in se nahaja več kot 13 milijard svetlobnih let od Zemlje. Zaradi tega je SMBH najbolj oddaljena in najmlajša do zdaj.
Študija z naslovom "Črna luknja v velikosti 800 milijonov sončne mase v bistveno nevtralnem vesolju pri rdečem premiku 7,5" se je nedavno pojavila v reviji Narava. Pod vodstvom Eduarda Bañadosa, raziskovalca iz Carnegiejeve ustanove za znanost, je skupina vključevala člane Nasinega laboratorija za reaktivni pogon, Inštituta Maxa Plancka za astronomijo, Kavli inštituta za astronomijo in astrofiziko, Observatorija Las Cumbres in več univerz.
Tako kot pri drugih SMBH je tudi to posebno odkritje (označeno z J1342 + 0928) kvazar, razred super svetlih predmetov, ki je sestavljen iz črne luknje, ki akrecira snov v središču ogromne galaksije. Predmet so odkrili med raziskavo oddaljenih predmetov, ki je združila infrardeče podatke misije WISE z zemeljskimi raziskavami. Skupina je nato spremljala podatke s teleskopov Magelana v observatoriju Carnegie v Čileu.
Kot pri vseh oddaljenih kozmoloških objektih smo tudi z merjenjem rdečega premika J1342 + 0928 oddaljenost določili. Z merjenjem, kolikšna valovna dolžina svetlobe predmeta se razširi z razširitvijo Vesolja, preden doseže Zemljo, lahko astronomi določijo, kako daleč je bilo treba potovati, da je prišel sem. V tem primeru je imel kvazar rdeči premik 7,54, kar pomeni, da je trajalo več kot 13 milijard let, da je njegova svetloba dosegla nas.
Kot je v sporočilu za javnost Carnegie pojasnil Xiaohui Fan iz observatorija Stewarda z univerze v Arizoni (in soavtor študije):
»Zaradi velike razdalje so takšni predmeti izjemno slabo vidni, če jih gledamo z Zemlje. Zgodnji kvazarji so zelo redki tudi na nebu. Do zdaj je bilo znano, da je kljub rdečemu premiku, ki je bil večji od sedmih, rdeč premik več kot sedem. "
Glede na starost in maso je bilo odkritje tega kvazarja presenečenje za študijsko skupino. Kot je Daniel Stern, astrofizik iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon in soavtor študije, v NASA-jevem sporočilu navedel, "je ta črna luknja zrasla veliko večja, kot smo pričakovali v samo 690 milijonih let po velikem udaru, kar izziva naše teorije o tem, kako nastanejo črne luknje. "
V bistvu je ta kvazar obstajal v času, ko je vesolje šele začelo nastajati iz tistega, kar kozmologi imenujejo "temna doba". V tem obdobju, ki se je začelo približno od 380.000 do 150 milijonov let po velikem naletu, je večina fotonov v vesolju komunicirala z elektroni in protoni. Zaradi tega je sevanje tega obdobja v naših sedanjih instrumentih zaznati - od tod tudi ime.
Vesolje je ostalo v tem stanju, brez svetlobnih virov, dokler gravitacija ni kondenzirala snovi v prve zvezde in galaksije. To obdobje je znano kot "epoha ponovne ponovitve", ki je trajala od 150 milijonov do milijarde let po velikem udaru in so jo zaznamovale prve zvezde, galaksije in kvazarji. Tako je imenovana, ker je energija, ki jo sproščajo te starodavne galaksije, povzročila, da se nevtralni vodik Vesolja vzbudi in ionizira.
Ko je vesolje postalo reionizirano, so fotoni lahko prosto potovali po vesolju in vesolje uradno postalo prozorno za svetlobo. Prav zaradi tega je odkritje tega kvazarja tako zanimivo. Kot opaža skupina, je večji del vodika, ki ga obdaja, nevtralen, kar pomeni, da ni samo najbolj oddaljen kvazar, ki je bil kdajkoli opažen, temveč tudi edini primer kvazarja, ki je obstajal, preden se je vesolje postavilo na novo.
Z drugimi besedami, J1342 + 0928 je obstajal v velikem prehodnem obdobju za vesolje, ki je ena od sedanjih meja astrofizike. Kot da to ni bilo dovolj, je bila ekipa zmedena tudi zaradi mase predmeta. Da bi črna luknja postala tako množična v tem zgodnjem obdobju vesolja, bi morali obstajati posebni pogoji, ki bi omogočili tako hitro rast.
Kakšni so ti pogoji, pa ostaja skrivnost. Kakor koli že, zdi se, da na novo najdeni SMBH porabi materijo v središču galaksije z neverjetno hitrostjo. In čeprav je njegovo odkritje sprožilo veliko vprašanj, se pričakuje, da bo uporaba prihodnjih teleskopov razkrila več o tem kvazarju in njegovem kozmološkem obdobju. Kot je rekel Stern:
"Z več naslednjimi generacijami, še bolj občutljivih objektov, ki se trenutno gradijo, lahko v prihodnjih letih pričakujemo veliko razburljivih odkritij v zelo zgodnjem vesolju."
Te misije naslednje generacije vključujejo misijo Evropske vesoljske agencije Euclid in NASA-in infrardeči anketni teleskop (WFIRST). Medtem ko bo Euclid preučeval predmete, ki so bili v preteklosti 10 milijard let, da bi meril, kako je temna energija vplivala na kozmično evolucijo, bo WFIRST izvedel širokopasovne bližnje infrardeče raziskave za merjenje svetlobe, ki prihaja iz milijarde galaksij.
Obe misiji naj bi razkrili več predmetov, kot je J1342 + 0928. Trenutno znanstveniki predvidevajo, da je na nebu le 20 do 100 kvazarjev tako svetlo in oddaljeno kot J1342 + 0928. Kot takšni so bili najbolj zadovoljni s tem odkritjem, ki naj bi nam zagotovilo temeljne informacije o Vesolju, ko je bilo le 5% njegove trenutne starosti.
