Маяк из ранней Вселенной

Часто описывается как космические маяки, квазары светящиеся маячки, которые можно наблюдать на окраинах Вселенной, обеспечивая богатый темой исследования для астрономов и космологов. Теперь ученые объявили об открытии второй-самый далекий квазар не нашли, на более чем 13 миллиардов световых лет от Земли.

Джо Hennawi Калифорнийского университета в Санта Барбаре, профессор кафедры физики, воспитанники УСБ докторской Фредерик Дэвис и Ван Файги, решающая роль моделирования и анализа данных, что позволило этим открытием. Результаты в настоящее время в препринте по материалам arXiv и появится в год.

Исследователи назвали этот объект Pōniuā «ахуена хейа», что означает «невидимый вращающийся источник творения, окруженный блеском» на гавайском языке. Это первый квазар, получившим название коренного населения Гавайских островов.

Квазары чрезвычайно яркие источники излучения, которые лежат в центрах далеких массивных галактик. Важно спирали к сверхмассивной черной дыры генерирует огромное количество тепла, что делает его светиться в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах длин волн. «Они-самые яркие объекты во Вселенной,» Hennawi сказал, «затмевая их родительских галактик факторы более ста.»

С момента открытия первого квазара, астрономы были заинтересованы, чтобы определить, когда они впервые появились в нашей космической истории. Систематического поиска этих редких объектов на обширных участках съемок звездного неба, астрономы обнаружили самый далекий квазар (по имени J1342+0928) в 2018 году и сейчас второй-самый дальний, Pōniuā миньена (или J1007+2115).

Команда впервые обнаружены Pōniuā миньена как можно квазара после расчесывания через крупные исследования в области. В 2019 году ученые наблюдали объект с помощью У. М. Кека обсерватории и Обсерватории Джемини на горе Мауна-Кеа, на Гавайях, подтверждающие его существование и самобытность.

Pōniuā миньена только второй квазар, но обнаружить на расстоянии рассчитывается по космологическому красному смещению более чем на 7,5, или на 13 миллиардов световых лет от Земли. Здесь находится черная дыра вдвое больше, чем в других квазар известно из той же эпохи. Наличие таких массивных черных дыр в столь ранние проблемы существующих теорий о том, как сверхмассивные черные дыры образовались и выросли в молодой Вселенной.

Космологическая загадка

Спектроскопические наблюдения от Джемини и Кека показать черную дыру питания Pōniuā миньена составляет 1,5 млрд раз массивнее, чем наше Солнце. «Pōniuā миньена-самый далекий объект, известный во Вселенной таких черная дыра, превышающая один миллиард солнечных масс», — сказал ведущий автор Цзиньи Ян, работал научным сотрудником в Университете штата Аризона.

Черные дыры растут за счет аккреции. В стандартную картину, сверхмассивные черные дыры растут гораздо меньший «семя» черной дырой, которая могла быть остатком массивной звезды, которая умерла. «Поэтому удивительно, как такая массивная черная дыра может существовать так рано в истории Вселенной, потому что там не будет достаточно времени для них, чтобы расти, учитывая наше нынешнее понимание,» Дэвис объяснил.

Для черной дыры такого размера, чтобы сформировать это в самом начале Вселенной, то ему необходимо начать как на 10 000 солнечных масс, семян черной дыры всего в 100 миллионов лет после Большого взрыва-в отличие от гораздо меньше черная дыра, образовавшаяся в результате развала единой звезды.

«Как может Вселенная производить такой массивной черной дыры, так что в начале своей истории?» сказал вентилятор Сяохуэй, в Университете Аризоны. «Это открытие представляет большой вызов для теории формирования черные дыры и роста в ранней Вселенной».Открытие более экзотический механизм формирования семян черная дыра может потребоваться, чтобы объяснить само существование Pōniuā миньена.

Эпоха Reionization

Нынешняя теория гласит, что рождение звезд и галактик, как мы их знаем начали в эпоху Reionization. Начало порядка 400 миллионов лет после Большого Взрыва, диффузной материи между галактиками из нейтрального водорода и ионизированного водорода. Рост первой гигантские черные дыры, как полагают, произошло за это время.

Открытие квазаров, как Pōniuā миньена, глубоко в reionization эпохи, это большой шаг на пути к пониманию этого процесса reionization и образование ранних сверхмассивных черных дыр и массивных галактик. Pōniuā миньена поставил новые и важные ограничения на эволюции межгалактической среды в reionization эпохи.

«Pōniuā миньена действует как космический маяк. Как ее свет проходит долгий путь к Земле его спектр изменяется диффузного газа в межгалактической среде, который позволил нам определить, когда эпоха Reionization произошло», — сказал Hennawi. Моделирование и метод анализа данных, используемых для вывода информации об эпохе Reionization из этих далеких квазаров спектров был разработан в его исследовательской группы в Санта-Барбаре с Дэвис и Ван.

«Через Калифорнийского университета в обсерватории, мы имеем привилегированный доступ к телескопам Кека на вершине Мауна-Кеа, что позволило получить высококачественные данные по этому объекту вскоре после того, как он был обнаружен с помощью телескопа Джемини», — сказал Hennawi.

Найти этих далеких квазаров иголку в стоге сена. Астрономы должны добывать цифровых изображений миллиарды небесных объектов для того, чтобы найти квазар кандидатов. «Даже после того, как вы определите кандидатов, нынешние результаты поиска их составляет около 1%, и это предполагает тратя много дорогого времени телескоп наблюдая за загрязнений,» Ван объяснил.

К счастью, Hennawi и его группа разрабатывают станками научившись анализировать эти данные и сделать процесс поиска далеких квазаров более эффективным. «В ближайшие годы спутник Европейского космического агентства Евклид и космического телескопа НАСА «Джеймс Уэбб» позволит нам найти, возможно, сотни квазаров на таком расстоянии или дальше», — сказал он. «С большой статистической выборки этих объектов мы сможем построить точную хронологию reionization эпохи, а также пролить больше света на черном роста дырка головоломка.»

сделать разницу: спонсорские возможности