Od 1950-ih, astronomi su znali za galaksije koje imaju posebno svijetle centre - aka. Aktivne galaktičke jezgre (AGN) ili kvazari. Ovaj sjaj je rezultat supermasivnih crnih rupa (SMBH) u svojim središtima koje troše materiju i oslobađaju elektromagnetsku energiju. Daljnja istraživanja otkrila su da postoje neki kvazari koji se čine posebno svijetlima jer su njihovi relativistički mlazovi usmjereni prema Zemlji.
Godine 1978. astronom Edward Speigel skovao je izraz ' blazar ” za opis ove posebne klase objekta. Koristeći teleskope na Veliki binokularni teleskop opservatorij (LBTO) u Arizoni, istraživački tim nedavno je promatrao blazar koji se nalazi 13 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Ovaj objekt, označen kao PSO J030947.49+271757.31 (ili PSO J0309+27), je najudaljeniji blazar ikad promatrano i predviđa postojanje još mnogih!
Studiju koja opisuje njihove nalaze vodila je Silvia Belladitta, dr. sc. student na Sveučilištu Insubria dok je radio za Talijanski nacionalni institut za astrofiziku (INAF). Njezino istraživanje nadzirali su istraživači INAF-a Alberto Moretti i Alessandro Caccianiga, a uključivalo je međunarodni tim istraživača sa sveučilišta u Bologni, Milano-Bicocci i Oslu.
Galaksije koje pokreću crne rupe zvane blazari najčešći su izvori koje je otkrio NASA-in svemirski teleskop Fermi Gamma-ray. Zasluge: M. Weiss/CfA
Kako navode u svojoj studiji koja je nedavno izašla u časopisu Astronomija i astrofizika , objekt je odabran upoređivanjem podataka iz Vrlo veliki niz (VLA) Sky Survey i Panoramski sustav brze reakcije teleskopa za snimanje (Pan-STARRS) PS1 baza podataka. Zatim su proveli promatranja pomoću NASA-e Swift svemirski teleskop i Veliki binokularni teleskop (LBT).
Astronomi su već sumnjali da je PSO J0309+27 vrlo udaljen objekt. Dok su zapažanja napravljena sa Swiftovim X-zrake teleskop (XRT) pokazao je da je vrlo svijetao u rendgenskom pojasu (slično drugim poznatim blazarima), bila su to optička opažanja dobivena pomoću Spektrografi s višestrukim objektima (MODS) na LBT-u koji je potvrdio da je to najudaljeniji blazar koji je do sada opažen.
Kao i svi blazari, PSO J0309+27 je svijetli radio izvor i ima tok visokoenergetskih čestica koje putuju blizu brzine svjetlosti (tzv. relativistički mlaz) koji se protežu iz njegovog središta i mogu se vidjeti iz cijelog poznatog Svemira. Međutim, ovi su mlazovi vidljivi samo uz uski vid, što znači da Zemlja mora biti usklađena s njim i otežava otkrivanje.
No, budući da je pronađen na udaljenosti od 13 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, to znači da je ovaj blazar bio aktivan manje od milijardu godina nakon Velikog praska. Štoviše, to je jedan od najranijih poznatih primjera AGN-a koji nije zaklonjen prašinom, što daje astronomima priliku da proučavaju ovaj objekt u cijelom elektromagnetskom spektru.
Veliki binokularni teleskop, koji prikazuje dva zrcala za snimanje. Zasluge: NASA
Kako je Belladitta objasnila u nedavnom INAF-u priopćenje za javnost :
“Spektar koji se pojavio pred našim očima prvi je potvrdio da je PSO J0309+27 zapravo AGN, odnosno galaksija čija je središnja jezgra izuzetno svijetla zbog prisutnosti, u njenom središtu, supermasivne crne rupe koju napajaju plin i zvijezde. zahvata.
“Osim toga, podaci dobiveni od strane LBT-a također su potvrdili da je PSO J0309+27 stvarno daleko od nas koristeći pomak boje svoje svjetlosti prema crvenoj ili crveni pomak s rekordnom vrijednošću od 6,1, nikad prije izmjerenom za sličan objekt. ”
Ukratko, PSO J0309+27 je najmoćniji postojani radio i rendgenski izvor koji se ikad mogao promatrati na ovim udaljenostima. Na temelju svojih opažanja s LBT-om (koje još uvijek analiziraju), Belladitta i njezini kolege procjenjuju da je središnja crna rupa koja pokreće ovaj blazar oko milijardu puta veća od mase Sunca. U usporedbi to s SMBH-om naše galaksije ( Strijelac A* ), što je oko četiri milijuna puta veće od mase našeg Sunca.
Njegovo otkriće također upućuje na postojanje stotina sličnih objekata u iskonskom Svemiru, ali čija orijentacija ih čini previše teškim za izravno otkrivanje. Stoga, postojanje PSO J0309+27 omogućuje astronomima da kvantificiraju broj AGN-ova s moćnim relativističkim mlazovima prisutnim u ranom Svemiru.
Štoviše, ovakvi blazari koji su postojali manje od milijardu godina nakon Velikog praska vjerojatno predstavljaju 'sjeme' iz kojeg su nastala sva SMBH-a koja danas postoje u Svemiru. Daljnja istraživanja u ovom području mogla bi pružiti nove uvide u evoluciju Svemira, što bi dovelo do novih kozmoloških modela. Rekao je Belladitta:
Zahvaljujući našem otkriću, u mogućnosti smo reći da je već u prvih milijardu godina života svemira postojao veliki broj vrlo masivnih crnih rupa koje emitiraju snažne relativističke mlazove. Ovaj rezultat postavlja stroga ograničenja na teorijske modele koji pokušavaju objasniti podrijetlo ovih golemih crnih rupa u našem svemiru.”
Već neko vrijeme astronomi su shvaćali da postoji veza između galaktičke evolucije i crnih rupa u njihovim središtima. Znati kako i kada su se pojavile supermasivne crne rupe sigurno će dovesti do nekih jedinstvenih uvida u nadolazećim godinama, posebno kada teleskopi sljedeće generacije počnu gledati na sam početak Svemira.
Daljnje čitanje: INAF , Astronomija i astrofizika