Astronomi, ki so z radijskim teleskopom Nacionalne znanstvene fundacije (VLA) raziskovali najbolj oddaljeni znani kvazar, so našli tesnobno namigo, ki bi lahko odgovorila na dolgoletno kozmično vprašanje piščanca in jajca: kdo je bil prvi, supermasivne črne luknje ali velikanske galaksije?
Astronomi že leta opažajo neposredno povezavo med maso osrednje, supermasivne črne luknje galaksije in skupno maso "izboklin" zvezd v njenem jedru. Čim bolj je črna luknja masivnejša, toliko bolj je izboklina. Znanstveniki veliko razmišljajo o tem, ali se je najprej oblikovala črna luknja ali zvezdna izboklina. V zadnjem času nekatere teorije kažejo, da se lahko dve tvorita hkrati.
Vendar pa nova opažanja VLA nad kvazarjem in njegovo gostiteljsko galaksijo, kakršna so bila, ko je bilo vesolje staro manj kot milijardo let, kažejo, da ima mlada galaksija supermasivno črno luknjo, vendar brez ogromne izbokline zvezd.
"Našli smo veliko količino plina v tej mladi galaksiji in, ko dodamo maso tega plina masi črne luknje, ti ustvarijo skoraj skupno maso celotnega sistema. Dinamika galaksije pomeni, da ne preostane veliko mase, da bi dosegli velikost zvezdnih izboklin, ki jo predvidevajo trenutni modeli, "je dejal Chris Carilli iz Nacionalnega observatorija za radio astronomijo (NRAO) v Socorroju, NM.
Znanstveniki so preučevali kvazar, imenovan J1148 + 5251, ki je pri več kot 12,8 milijarde svetlobnih let najbolj oddaljen kvazar, ki so ga še našli. J1148 + 5251 je mlada galaksija s svetlim kvazarskim jedrom, ki jo je leta 2003 odkrila Sloan Digital Sky Survey. Vesolje je danes staro 13,7 milijard let.
Približno 60 ur so s pomočjo VLA na J1148 + 4241 raziskovalci lahko določili količino molekularnega plina v sistemu. Poleg tega so lahko izmerili premike tega plina in tako ocenili skupno maso galaktičnega sistema. Zgodnejše študije sistema so pokazale, da je bila črna luknja od 1 do 5 milijard večja od mase našega Sonca.
Nova opažanja VLA kažejo, da je v sistemu približno 10 milijard sončnih mas molekularnega plina in da je skupna masa sistema 40-50 milijard sončnih mas. Plin in črna luknja skupaj tvorita 11-15 milijard sončnih mas od tega.
„Sprejeto razmerje pomeni, da mora biti črna luknja te mase obdana z zvezdnim izboklinam več trilijonov sončnih mas. Naša dinamična meritev kaže, da ne ostane veliko mase, razen črne luknje in plina, da bi nastali zvezdna izboklina. To je dokaz, da se črna luknja tvori pred zvezdnim izboklinam, "je dejal Fabian Walter iz inštituta Max Planck za radioastronomijo v Heidelbergu v Nemčiji, ki je bil ob podelitvi opazovanj podoktorski znanstveni sodelavec Janskyja pri NRAO v Socorru.
"En primer zagotovo ne drži, toda v tem predmetu imamo očitno primer črne luknje brez velike zvezdne izbokline. Zdaj moramo narediti podrobne študije več takšnih predmetov v daljnem, zgodnjem vesolju, «je dejal Carilli. "Z močno izboljšano občutljivostjo razširjenega VLA in velikega milimetrskega sklopa Atacama (ALMA), ki bo prišel na vrsto čez nekaj let, bomo imeli orodja, ki jih potrebujemo za dokončno rešitev tega vprašanja," je dodal Carilli.
"Študije, kot je ta, so ključ do razumevanja, kako so se galaksije najprej oblikovale," je dejal Walter.
Walter in Carilli sta sodelovala s Frankom Bertoldijem in Karlom Mentenom z Inštituta Max Planck v Bonnu; Pierre Cox z Inštituta za vesoljsko astrofiziko Univerze Pariz-Jug; Fred K.Y. Lo NRAO v Charlottesvilleu, VA; Xiahui oboževalec observatorija Stewarda Univerze v Arizoni; in Michael Strauss z univerze Princeton, o projektu. Njihovi rezultati raziskav so objavljeni v časopisu Astrophysical Journal Letters.
National Radio Astronomy Observatory je objekt Nacionalne znanstvene fundacije, ki ga upravlja po pogodbi o sodelovanju Associated Universities, Inc.
Izvirni vir: NRAO News Release
