Πιστωτική εικόνα: SDSS
Τα πιο μακρινά γνωστά κβάζαρ δείχνουν ότι ορισμένες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν όταν το σύμπαν ήταν μόλις 6 τοις εκατό της τρέχουσας εποχής του, ή περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη.
Πώς οι μαύρες τρύπες αρκετών δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών που σχηματίστηκαν τόσο γρήγορα στο πρώιμο σύμπαν είναι ένα μυστήριο που έθεσαν οι αστρονόμοι με την έρευνα Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ανακάλυψαν 13 από τα παλαιότερα, πιο μακρινά κβάζαρ που έχουν βρεθεί ακόμη.
«Ελπίζουμε να διπλασιάσουμε τουλάχιστον αυτόν τον αριθμό τα επόμενα τρία χρόνια», δήλωσε ο Xiaohui Fan του Παρατηρητηρίου του Πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson.
Ο Fan οδήγησε την ομάδα SDSS που ανακάλυψε τα μακρινά κβάζαρ, τα οποία είναι συμπαγή αλλά φωτεινά αντικείμενα που πιστεύεται ότι τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Το πιο απόμακρο κβάζαρ, στον αστερισμό Ursa Major, απέχει περίπου 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Τα πιο αρχαία κβάζαρ εγείρουν άλλα συναρπαστικά ερωτήματα σχετικά με το πρώιμο σύμπαν. Ο Fan μίλησε για αυτό σήμερα (13 Φεβρουαρίου) στην ετήσια συνάντηση της Αμερικανικής Ένωσης για την Προώθηση της Επιστήμης στο Σιάτλ.
Το βρεφικό σύμπαν ήταν υδρογόνο και ήλιο.
«Αλλά βλέπουμε πολλά άλλα στοιχεία γύρω από αυτά τα πρώιμα κβάζαρ», είπε ο Φαν. «Βλέπουμε στοιχεία άνθρακα, αζώτου, σιδήρου και άλλων στοιχείων, και δεν είναι σαφές πώς αυτά τα στοιχεία έφτασαν εκεί. Υπάρχει τόσο πολύ σίδηρος, ανάλογος με τον πληθυσμό αυτών των πρώτων συστημάτων, όπως υπάρχει στους ώριμους γαλαξίες κοντά. "
Οι αστρονόμοι εκτιμούν την τρέχουσα ηλικία του σύμπαντος στα 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα κβάζαρ στο πρώιμο σύμπαν φαίνονταν τόσο ώριμα όσο οι κοντινοί γαλαξίες που, όπως και ο Γαλαξίας, σχηματίστηκαν μερικά δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη.
Επίσης, οι αστρονόμοι ραδιοφώνου που συνεργάστηκαν με ερευνητές του SDSS εντόπισαν το μονοξείδιο του άνθρακα, ένα βασικό συστατικό των μοριακών νεφών, κοντά στα αρχαία κβάζαρ.
Όλα αυτά τα στοιχεία δείχνουν ότι οι πρώτοι ώριμοι γαλαξίες σχηματίστηκαν ακριβώς μαζί με τις αρχαίες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο πολύ πρώιμο σύμπαν.
Αν και οι κοσμολόγοι δεν πανικοβλήθηκαν, πρέπει να βελτιώσουν τη θεωρία για να διευκρινίσουν τι συμβαίνει.
Ο Φαν και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι τα παλαιότερα κβάζαρ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό του τέλους των Κοσμικών Σκοτεινών Εποχών και της έναρξης της Κοσμικής Αναγέννησης.
Στους επονομαζόμενους Κοσμικούς Σκοτεινούς Αιώνες, το σύμπαν ήταν ένα κρύο, αδιαφανές μέρος χωρίς αστέρια. Στη συνέχεια ήρθε μια κρίσιμη φάση όπου το σύμπαν πέρασε μια γρήγορη μετάβαση. Οι πρώτοι γαλαξίες και τα κβάζαρ σχηματίστηκαν στην Κοσμική Αναγέννηση, θερμαίνοντας το σύμπαν και έγινε το μέρος που βλέπουμε σήμερα.
Ο Fan και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι μερικά από τα παλαιότερα γνωστά κβάζαρ τους μπορεί να καλύπτουν την κρίσιμη μετάβαση.
«Οι παρατηρήσεις μας δείχνουν ότι αυτό που ίσως βλέπουμε κατά τη διάρκεια αυτής της μετάβασης είναι το ατομικό υδρογόνο να ιονίζεται πλήρως. Αυτή η διαδικασία ιονισμού ήταν μια από τις σημαντικές διαδικασίες που συνέβαιναν τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια. "
Οι τρέχουσες παρατηρήσεις μόλις άρχισαν να αποκαλύπτουν πότε και πώς συνέβη αυτή η διαδικασία ιονισμού. Δεδομένα από μακρινά κβάζαρ σε συνδυασμό με άλλες ενδείξεις, όπως από το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, το οποίο είναι υποκείμενο ακτινοβολίας από τη μεγάλη έκρηξη, θα αρχίσουν να δοκιμάζουν τη θεωρία για το πώς εμφανίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες στο σύμπαν, είπε ο Φαν.
Μπορεί να χρειαστεί το διαστημικό τηλεσκόπιο μεγάλου διαφράγματος, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb 6,5 μέτρων της NASA, για να εξερευνήσει πραγματικά τι συνέβη μεταξύ των Κοσμικών Σκοτεινών Εποχών και της Κοσμικής Αναγέννησης, είπε ο Fan.
Τα οπτικά / υπέρυθρα υπόγεια τηλεσκόπια δεν μπορούν να ανιχνεύσουν αντικείμενα που έχουν μετατοπιστεί με κόκκινο χρώμα πέρα από το 6,5, σημείωσε ο Fan. Οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα της Γης απορροφούν μεγαλύτερα μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας, οπότε θα χρειαστεί ένα διαστημικό τηλεσκόπιο, πιθανώς με διάφραγμα μεγαλύτερο από αυτό του Τηλεσκοπίου NASA Spitzer που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, για να μελετήσει αντικείμενα στο redshift 7, 8 ή 10 in λεπτομέρεια, είπε ο Φαν.
(Το λεγόμενο redshift είναι ένα φαινόμενο ανάλογο με την ταχύτητα ενός ουράνιου αντικειμένου που επιταχύνεται από τη Γη. Οι γραμμές στο φάσμα της μετατοπίζονται προς μεγαλύτερα, κόκκινα μήκη κύματος. Οι αστρονόμοι πιστεύουν τώρα ότι τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα υποχωρούν από τη Γη στις υψηλότερες ταχύτητες, έτσι όσο πιο μακριά είναι ένα αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η κοκκινωπή του.)
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων UA
