Obrazový kredit: SDSS
Nejvzdálenější známé kvasary ukazují, že některé superhmotné černé díry se vytvořily, když byl vesmír jen 6 procent současného věku, nebo asi 700 milionů let po velkém třesku.
Jak černé díry několika miliard solárních hmot vznikly tak rychle ve velmi raném vesmíru, je jedno tajemství vyvolané astronomy pomocí Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Objevili 13 nejstarších, nejvzdálenějších dosud nalezených kvasarů.
"Doufáme, že v příštích třech letech se toto číslo alespoň zdvojnásobí," řekla Xiaohui Fan z observatoře Stewardovy univerzity v Arizoně v Tucsonu.
Fan vedl tým SDSS, který objevil vzdálené kvasary, což jsou kompaktní, ale světelné objekty, o nichž se předpokládá, že jsou poháněny supermasivními černými dírami. Nejvzdálenější kvasar v souhvězdí Ursa Major je vzdálený přibližně 13 miliard světelných let.
Nejstarší kvasary vyvolávají další dráždivé otázky týkající se raného vesmíru. Fan o tom dnes hovořil (13. února) na výroční schůzi Americké asociace pro pokrok vědy v Seattlu.
Kojenecký vesmír byl vodík a helium.
"Ale kolem těch raných kvasarů vidíme spoustu dalších prvků," řekl Fan. "Vidíme důkaz uhlíku, dusíku, železa a dalších prvků, a není jasné, jak se tam tyto prvky dostaly." Existuje tolik železa, které je úměrné populaci těchto raných systémů, jako je v blízkosti zralých galaxií. “
Astronomové odhadují současný věk vesmíru na 13,7 miliard let. Kvasary v raném vesmíru vypadaly stejně zralé jako blízké galaxie, které, stejně jako Mléčná dráha, tvořily pár miliard let po velkém třesku.
Také radioastronomové spolupracující s vědci SDSS detekovali oxid uhelnatý, klíčovou součást molekulárních mraků, poblíž starobylých kvasarů.
Všechny tyto důkazy naznačují, že první zralé galaxie vznikly hned spolu se starými supermasivními černými dírami ve velmi raném vesmíru.
Ačkoli kosmologové nejsou zpanikařeni, musí upřesnit teorii, aby objasnili, co se děje.
Fan a jeho kolegové se domnívají, že nejstarší kvazary mohou být použity k prozkoumání konce kosmického temného věku a začátku kosmické renesance.
V takzvaných kosmických temných věcích byl vesmír chladným, neprůhledným místem bez hvězd. Pak přišla kritická fáze, kdy vesmír prošel rychlým přechodem. První galaxie a kvazary vznikly v Kosmické renesanci a ohřívaly vesmír, takže se stalo místem, které dnes vidíme.
Fan a jeho kolegové věří, že některé z jejich nejstarších známých kvasarů mohou překlenout kritický přechod.
"Naše pozorování naznačují, že to, co můžeme vidět během tohoto přechodu, je atomový vodík, který se zcela ionizuje." Tento ionizační proces byl jedním z důležitých procesů probíhajících během první miliardy let. “
Současná pozorování právě začala odhalovat, kdy a jak k tomuto ionizačnímu procesu došlo. Data ze vzdálených kvasarů kombinovaná s dalšími důkazy, například z kosmického mikrovlnného pozadí, které je reliktním zářením z velkého třesku, začnou testovat teorii o tom, jak se první galaxie objevily ve vesmíru, řekl Fan.
Může to vyžadovat vesmírný dalekohled s velkým otvorem, kosmický dalekohled James Webb o délce 6,5 metru, aby skutečně prozkoumal, co se stalo mezi Kosmickým temným věkem a Kosmickou renesancí, řekl Fan.
Optické / infračervené pozemní dalekohledy nemohou detekovat objekty červeně posunuté daleko za 6,5, poznamenal Fan. Vodní pára v atmosféře Země pohlcuje delší infračervené vlnové délky, takže bude vyžadovat vesmírný dalekohled, pravděpodobně s otvorem větším, než je otvor NASA Spitzer Telescope orbiting Earth, ke studiu objektů při redshift 7, 8 nebo 10 in detail, řekl Fan.
(Tzv. Redshift je jev úměrný rychlosti rychlého pohybu nebeského objektu ze Země. Čáry v jeho spektru se posouvají k delším, červeným vlnovým délkám. Astronomové nyní věří, že nejvzdálenější objekty ustupují ze Země při nejvyšších rychlostech, takže čím dále je objekt, tím větší je jeho redishift.)
Původní zdroj: UA News Release
