gov-civil-vilareal.ptEin Quasar am Rande des beobachtbaren Universums hat sein Radio *hoch* aufgedreht
>Astronomen haben sehr nahe am Rand des beobachtbaren Universums einen mächtigen Quasar entdeckt, eine atemberaubende 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Während viele Quasare in dieser Entfernung bekannt sind, dieser ist besonders : Es ist „radiolaut“, was bedeutet, dass es Radioenergie aussendet, was es zu einem Teil einer besonderen Klasse macht, die uns helfen kann, die Bedingungen zu verstehen, als das Universum noch sehr jung war.
Quasare sind selbst eine besondere Art von Galaxie . Soweit wir wissen, hat jede große Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Kern. Die meisten Galaxien haben heute schwarze Löcher, die still sind, das heißt, sich nicht aktiv von Material ernähren. Die Milchstraße fällt in diese Klasse.
Einige jedoch haben Material, das in ihr zentrales supermassives Schwarzes Loch fällt , und wir nennen diese aktive Galaxien . Material, das in das Schwarze Loch fällt, bildet eine unglaublich heiße Scheibe um es herum, die als an . bezeichnet wird Akkretionsscheibe , und außerhalb davon kann eine riesige donutförmige Staubwolke sein.
Darüber hinaus sind in die Akkretionsscheibe extrem starke Magnetfelder eingebettet. Wenn das Zeug um das Schwarze Loch herumwirbelt, werden diese Felder wie Tornados aufgewickelt, und Material wird mit sehr naher Lichtgeschwindigkeit vom Schwarzen Loch weggeschleudert. Wir nennen diese Strukturen Jets , und sie sind Merkmale von immenser Macht.
Hercules A ist ein Beispiel für eine relativ nahegelegene aktive Galaxie mit einem Schwarzen Loch in ihrem Herzen, das Materie frisst und riesige Mengen an Strahlung und Materie ausstößt. Kredit: NASA, ESA, S. Baum und C. O'Dea (RIT), R. Perley und W. Cotton (NRAO/AUI/NSF) und das Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Was wir von einer aktiven Galaxie aus sehen, hängt zum großen Teil von unserer Betrachtungsgeometrie ab. Wenn der Jet auf uns gerichtet ist, können wir energiereiches Licht wie Röntgen- und Gammastrahlen sehen. Wenn wir die Staubtoruskante sehen, kann sie den größten Teil des hochenergetischen Materials blockieren und wir sehen nur optisches oder infrarotes Licht. Es gibt eine ganze Menagerie aktiver Galaxientypen da draußen.
Quasare neigen dazu, viel energiereiches Licht zu haben (der erste wurde durch seine Röntgenstrahlung entdeckt) und galten schon früh als leistungsstarke Quellen für Radioenergie. Aber als wir mehr erfuhren, fanden wir heraus, dass funklaute Quasare*(wie solche mit viel Funkemission genannt werden) sind eigentlich in der Minderheit; nur 10 % aller Quasare sind radiolaut.
Schematische Darstellung des Zentrums einer aktiven Galaxie, in der eine Akkretionsscheibe ein supermassereiches Schwarzes Loch speist, wobei beide von einem riesigen Staubtorus umgeben sind. Kredit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Der neu entdeckte Quasar heißt PSO J172.3556+18.7734 (nennen wir es kurz P172). Es wurde bei einer Himmelsdurchmusterung mit optischem Licht (der Art, die wir sehen) gefunden, und hatte Farben, die darauf hindeuteten, dass es sich in großer Entfernung befand. Eine Folgebeobachtung bestätigte dies, und eine Reihe von Beobachtungen mit riesigen 'Zielfernrohren wie Keck und dem Large Binocular Telescope bestätigten seine große Entfernung: Ungefähr 13 Milliarden Lichtjahre (oder genauer gesagt, es dauerte 13 Milliarden Jahre, bis das Licht erreichte). uns).
Weitere Beobachtungen mit dem Radioteleskop Very Large Array zeigten auch, dass es im Gegensatz zu den meisten Quasaren Radioenergie aussendete. Es gibt ungefähr 200 Quasare, die weiter entfernt sind als ungefähr 12,7 Milliarden Lichtjahre, und nur 3 sind bekannt dafür, dass sie radiolaut sind. Mit 13 Milliarden sind nur 18 Quasare bekannt, und P172 ist der einzige, der radiolaut ist.
Anschauen Spektren des Ziels haben Astronomen festgestellt, dass das zentrale Schwarze Loch von P172 eine Masse von etwa 300 Millionen Sonnenmassen hat, was es zu einem mittleren bis schweren Loch macht (das im Zentrum der Milchstraße hat jedoch nur 4 Millionen Sonnenmassen) zugegeben, unsere ist kleiner als die meisten).
Dieser Teil ist interessant: Wenn Materie hineinfällt, wird sie unglaublich heiß und ungeheuer hell. Nur durch Messen wie hell, können Astronomen bestimmen, wie schnell sich das Schwarze Loch nährt. Normalerweise gibt es eine Obergrenze für die Zufuhrgeschwindigkeit; die Materie wird so heiß, dass die schiere Kraft des Lichts, das sie aussendet, von weiter außen einfallendes Material wegbläst. Diese Rate wird als bezeichnet Eddington-Grenze ; Im Allgemeinen ist dies die schnellste Geschwindigkeit, mit der sich ein Schwarzes Loch bohren kann.
Aber das Schwarze Loch im Zentrum von P172 nährt sich mit einer Geschwindigkeit, die viel höher ist als die Eddington-Grenze. Es stellt sich heraus, dass dies möglich ist, wenn es auch Jets ausstößt; die Physik ist nicht gut verstanden, aber aktive Galaxien mit Jets, insbesondere radiolaute, scheinen in der Lage zu sein, Material viel schneller in das Schwarze Loch zu schleusen. Die Tatsache, dass dieser Quasar so hell ist, sagt uns also etwas über die Bedingungen um sein Schwarzes Loch.
Kunstwerk, das einen entfernten Quasar darstellt, ein aktiv nährendes supermassives Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie, das Materie- und Energiestrahlen ausstößt. Kredit: ESO / M. Kornmesser
Außerdem befinden sich sehr weit entfernte radiolaute Quasare in der Regel in Regionen des Universums, in denen mehr Material als üblich vorhanden ist. Es wird angenommen, dass diese riesigen Wolken zusammenbrechen und nicht nur Galaxien bilden, sondern Cluster von Galaxien, so dass ein so weit entfernter radiolauter Quasar auch zu einem besseren Verständnis der Entstehung dieser Haufen führen kann.
master z: ip man vermächtnis
Darüber hinaus ist P172 im Vergleich zu anderen Quasaren etwa durchschnittlich in der Radiolautstärke. Wir wissen, dass einige viel mächtiger sind, und das bedeutet, dass wir wahrscheinlich noch mehr solcher Galaxien finden können, die noch weiter entfernt sind! P172 könnte den aktuellen Distanzrekord für radiolaute Quasare halten, aber es ist unwahrscheinlich, dass diese Unterscheidung lange gehalten wird. Und je mehr wir finden, desto besser verstehen wir das Universum, als es weniger als 800 Millionen Jahre alt war.
Normalerweise schreibe ich nicht gerne über gebrochene Schallplatten, weil sie normalerweise einfach wieder gebrochen werden. Aber dieses hier ist anders, da es a) immer dann hilfreich ist, wenn ein Objekt wie dieses in großer Entfernung gefunden wird, und 2) die Tatsache, dass es in dieser Entfernung existiert überhaupt weist darauf hin, dass es noch viele davon geben könnte.
Das Auffinden von Objekten in diesen riesigen Entfernungen ist furchtbar schwierig, weil sie extrem lichtschwach sind und es nicht allzu viele davon am Himmel gibt. Die gute Nachricht ist, dass diese uns sagt, dass wir weitersuchen sollen. Es gibt noch mehr lustige Dinge da draußen zu finden.
* Dieser Begriff ist lustig. Radiowellen sind eine Form von Licht, kein Ton, und es ist üblich, dass die Leute die beiden verwechseln, weil wir Radiowellen in Ton umwandeln und Informationen über sie übertragen können, wie Musik oder widerwärtiges, aufblähendes politisches Know-Nothings. Schlimmer noch, wir nennen das Gerät, das wir hören, Radio, also ist das ein komplettes Durcheinander. Astronomen helfen nicht, indem sie über radiolaute Objekte sprechen. Wir sollten sie Radio nennen hell , obwohl der Himmel weiß, ob das weniger Verwirrung stiften würde.
