gov-civil-vilareal.ptEin Quasar am Rande des beobachtbaren Universums erstrahlt im Licht von 10 *Billionen* Sonnen
>Eines der raffinierten Dinge am Licht ist, dass es sich mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet. Schnell, ja, aber nicht unendlich schnell. Wenn wir also ein Objekt betrachten, das sehr weit entfernt ist, sehen wir es so, wie es war, als es jünger war.
9-1-1 Rezension
Das Universum selbst ist nur etwa 13,8 Milliarden Jahre alt – heh, „nur“ – also können wir nichts weiter als 13,8 Milliarden Lichtjahre entfernt sehen, die Entfernung, die das Licht in dieser Zeit zurücklegt. Aber wir können fast so weit entfernte Objekte sehen. Sie müssen damals sehr hell gewesen sein, denn diese schreckliche Entfernung blendet sie immens aus und die meisten Objekte können sie nicht schneiden.
Aber manchmal finden wir an diesen abgelegenen Orten himmlische Leuchtfeuer. Nicht viele, aber einige. Gerade wurde ein neuer gefunden , und es ist aus vielen Gründen bemerkenswert. Einer ist, dass es wirklich ein phänomenal leuchtendes Objekt ist. Eine andere ist, dass es so hell ist, obwohl es noch ziemlich jung war, als sein Licht es verließ. Und ein drittes ist, dass es trotzdem unsichtbar wäre, wenn sein Licht nicht durch einen Gravitationstrick verstärkt würde.
Künstlerische Vorstellung eines Schwarzen Lochs, um das Material in einer Akkretionsscheibe herumwirbelt, und auch ein Materiestrahl, der davon wegsprengt. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Das Objekt heißt J043947.08+163415.7 (ich nenne es kurz J043) und es ist a Quasar . Dies ist eine Art Galaxie, die aufgrund eines supermassereichen Schwarzen Lochs in ihren Zentren riesige Lichtmengen aussendet. Jede große Galaxie hat eine, denken wir, auch die Milchstraße, aber die meisten sind ruhig. Wenn jedoch eine Situation oder ein Ereignis viel Gas in das Schwarze Loch schickt, wird es sich zu einer wirbelnden Scheibe direkt über dem Punkt ohne Wiederkehr auftürmen. Reibung in der Scheibe wird sie enorm erhitzen, wobei das Material auf Millionen von Grad erhitzt wird. Dieses heiße Gas glüht heftig und macht Quasare zu den am stärksten leuchtenden Energiequellen im gesamten Universum.
Sie waren im frühen Universum häufiger; Material, das von der Entstehung der Galaxie übrig geblieben ist, kann in das Zentrum fallen, wo das supermassive Schwarze Loch wartet. In sehr großen Entfernungen (und daher, als das Universum noch jung war) sehen wir nicht so viele, wie wir erwarten. Entweder sind unsere Modelle, wie hell sie werden können, nicht ganz richtig (also sind sehr entfernte immer noch zu schwach, um sie zu sehen), oder die Art, wie wir nach ihnen suchen, ist fehlerhaft.
Geht man von letzterer Annahme aus, ein Team von Astronomen hat etwas anderes ausprobiert . Normalerweise verraten es die Farben eines Quasars. Sie sind bei einigen Farben heller als bei anderen, sodass sie durch die Verwendung von Filtern bei bildgebenden Himmelsvermessungen erkannt werden können. Sie neigen auch dazu, aufgrund verschiedener Phänomene rot auszusehen (z. B. Material zwischen uns und ihnen absorbiert blaues Licht). Aber wenn es eine Galaxie viel näher bei uns gibt, die zufällig in die gleiche Sichtlinie fällt, kann dies den Quasar blauer erscheinen lassen und Software vorgaukeln, dass es sich um eine normale Galaxie handelt.
Unter Verwendung verschiedener Parameter, um entfernte Quasare zu finden, betrachteten die Astronomen Daten von verschiedenen Observatorien, die den Himmel vermessen hatten, und erstellten Bilder, die tief genug waren, um entfernte Quasare zu finden. Da fanden sie J043.
Der Quasar J043947.08+163415.7 (rot) ist extrem weit entfernt, und sein Licht wurde von einer dazwischenliegenden Galaxie (blau) viel näher an der Erde verstärkt. Kredit: NASA, ESA und X. Fan (University of Arizona)
Die Entfernung, die sie dafür gefunden haben ( mit seiner Rotverschiebung ) beträgt unglaubliche 12,8 Milliarden Lichtjahre – J043 leuchtete weniger als eine Milliarde Jahre nach der Entstehung des Universums hell!
Affirmationen für den Frieden
Aber das ist ein Problem. Es ist zu hell. Selbst Quasare sollten nicht so hell werden wie J043. Sie beschlossen, weiter zu graben und nutzten Hubble, um das Objekt zu beobachten. Was sie fanden, ergab plötzlich Sinn: ein schwacher Abstrich einer Galaxie, die der Position von J043 extrem nahe war. Die Schwerkraft dieser dazwischenliegenden Galaxie beugt das Licht von J043 auf seinem Weg zu uns, ein Prozess, der als Gravitationslinseneffekt bezeichnet wird . Dies kann verschiedene Auswirkungen auf das Licht des Quasars haben, einschließlich der Aufteilung in mehrere Bilder sowie der Vergrößerung seiner Helligkeit.
Dies alles macht J043 für Astronomen sehr wichtig. Es ist bei weitem das hellste Objekt, das jemals in dieser Entfernung gesehen wurde, was die Beobachtung erleichtert (wenn auch keineswegs einfach; es ist immer noch ziemlich schwach am Himmel). Es ist nicht sehr gut verstanden, wie so junge Objekte so massereiche Schwarze Löcher haben können; es braucht Zeit, bis sie riesig werden, und es gibt viele Hypothesen, wie das passieren könnte.
Auch das Licht, das wir von J043 sehen, wurde zu einem besonderen Zeitpunkt im Leben des jungen Universums emittiert, während einer Periode namens Reionisierung . Zu diesem Zeitpunkt schalteten sich solche Galaxien ein und heizten kosmisches Gas wieder auf, das sich seit dem Urknall abgekühlt hatte. Es ist schwer, diese Zeit in der kosmischen Geschichte zu beobachten, und J043 erhellt buchstäblich den Weg für uns. Das ist ein großer Segen für Kosmologen.
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Kunstwerk eines Quasars, einer Galaxie mit Materie, die um ein zentrales massereiches Schwarzes Loch wirbelt und Zwillingsstrahlen aus Materie und Energie aussendet. Kredit: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser
Die Tatsache, dass es überhaupt existiert, bedeutet auch, dass möglicherweise weitere ähnliche Objekte darauf warten, gefunden zu werden. Das sind gute Neuigkeiten. Erstens löst es das Rätsel, warum wir sie nicht sehen (sie sind da draußen, aber ihre Farben haben uns getäuscht), und es bedeutet auch, dass wir, sobald wir sie finden, in der Lage sein werden, das weit entfernte Universum zu erkunden effektiver. Größere Teleskope werden helfen, wie James Webb (wird voraussichtlich 2020 auf den Markt kommen) sowie kleinere Teleskope, die verschiedene Lichtarten beobachten.
Als ich ein Kind war, las ich Bücher über Quasare 3C273 , ein paar Milliarden Lichtjahre entfernt. Es war das am weitesten entfernte bekannte Objekt. Heute kennen wir Tausende von Quasaren, von denen 150 mehr als etwa 12 Milliarden Lichtjahre entfernt sind.
Es gibt noch so viele weitere zu finden, darunter vielleicht noch weiter entfernte und hellere als J043. Wenn wir sie finden, wird unser Wissen über den jungen Kosmos noch mehr wachsen.
* Ich habe gesehen, dass einige Quellen eine Zahl von 600 Billionen zitieren, aber das erklärt nicht die Vergrößerung durch das Objektiv, wodurch es heller aussieht, als es ist.
