Tähtitieteilijät, jotka käyttävät National Science Foundationin erittäin suuren joukon (VLA) radioteleskooppia tutkimaan kaikkein kaikkein tunnettuinta kvaasaria, ovat löytäneet houkuttelevan vihjeen, joka voi vastata pitkäaikaiseen kosmiseen kanan ja munan kysymykseen: mikä tuli ensin, supermassiiviset mustat aukot tai jättiläiset galaksit?
Tähtitieteilijät ovat vuosien ajan havainneet suoran yhteyden galaksin keskeisen, supermassiivisen mustan aukon massan ja sen ytimessä olevien tähteiden ”pullistumisen” kokonaismassan välillä. Mitä massiivisempi musta reikä, sitä massiivisempi pullistuma. Tutkijat ovat spekuloineet laajasti siitä, muodostuivatko ensin musta aukko vai tähtimurtuma. Äskettäin jotkut teoriat ovat ehdottaneet, että nämä kaksi voivat muodostua samanaikaisesti.
Kuitenkin uudet VLA-havainnot kvasaarista ja sen isäntägalaksista sellaisina kuin ne olivat silloin, kun maailmankaikkeus oli alle miljardin vuoden ikäinen, osoittavat, että nuorella galaksilla on supermassiivinen musta aukko, mutta siinä ei ole massiivista tähtiä.
”Löysimme suuren määrän kaasua tästä nuoresta galaksista, ja kun lisäämme tämän kaasun massan mustan aukon massaan, ne lisäävät melkein koko järjestelmän kokonaismassan. Galaktian dynamiikka tarkoittaa, että jäljellä ei ole paljon massaa, jotta nykyisten mallien ennustama tähtien pullistuma olisi suuri ”, kertoi Chris Carilli, National Radio Astronomy Observatory (NRAO), Socorro, NM.
Tutkijat tutkivat kvaasaria, jota kutsutaan nimellä J1148 + 5251, joka on yli 12,8 miljardin valovuoden päässä kaikkein kaikkein löydetty kvaasari. Vuonna 2003 Sloan Digital Sky Survey -julkaisun löytämä J1148 + 5251 on nuori galaksi, jolla on kirkas kvasariydin, sellaisena kuin se oli silloin, kun maailmankaikkeus oli vain 870 miljoonaa vuotta vanha. Universumi on nyt 13,7 miljardia vuotta vanha.
Suunnitellessaan VLA: n J1148 + 4241: ssä noin 60 tunniksi, tutkijat kykenivät määrittämään järjestelmän molekyylikaasun määrän. Lisäksi he pystyivät mittaamaan kaasun liikkeet ja arvioimaan siten galaktisen järjestelmän kokonaismassaa. Aikaisemmat järjestelmätutkimukset olivat tuottaneet arviot, että musta aukko oli 1-5 miljardia kertaa aurinkomme massa.
Uusien VLA-havaintojen mukaan järjestelmässä on noin 10 miljardia molekyylikaasun aurinko massaa ja että järjestelmän kokonaismassa on 40-50 miljardia aurinko massaa. Kaasun ja mustan aukon yhteenlaskettu osuus on siis 11-15 miljardia aurinko massaa tästä kokonaismäärästä.
”Hyväksytty suhde osoittaa, että tämän massan mustan aukon tulisi olla ympäröimä useiden biljoonien aurinkomassojen tähtikuvio. Dynaaminen mittaus osoittaa, että massaa ei ole jäljellä paljon, lukuun ottamatta mustaa reikää ja kaasua, tähtimuodon muodostamiseksi. Tämä osoittaa, että musta aukko muodostuu ennen tähtien kohoamista ”, kertoi Fabian Walter Max Planckin radioastronomiainstituutista Heidelbergissa, Saksassa. Hän oli Jansky-tutkijatohtori NRAOssa Socorrossa, kun havaintoja tehtiin.
”Yksi esimerkki ei varmasti tee asiaa, mutta tässä esineessä meillä on ilmeisesti esimerkki mustasta aukosta, jolla ei ole paljon tähtien pullistumaa. Nyt meidän on tehtävä yksityiskohtaisia tutkimuksia enemmän sellaisista esineistä kaukaisessa, varhaisessa universumissa ”, Carilli sanoi. "Laajennetun VLA: n ja ALTA: n (Atacama Large Millimeter Array) (ALMA), joka on huomattavasti parantunut, herkkyys, joka otetaan käyttöön muutamassa vuodessa, meillä on välineet, joita tarvitsemme tämän kysymyksen ratkaisemiseksi lopullisesti", Carilli lisäsi.
"Tämän tyyppiset tutkimukset ovat avain ymmärtääksesi kuinka galaksit ensin muodostuivat", Walter sanoi.
Walter ja Carilli työskentelivät Frank Bertoldin ja Karl Mentenin kanssa Bonnissa sijaitsevasta Max Planck -instituutista; Pierre Cox Etelä-Pariisin yliopiston avaruusastrofysiikan instituutista; Fred K.Y. NRAO: n hallinto Charlottesvillessä, VA; Arizonan yliopiston Steward-observatorion Xiahui-fani; ja Michael Strauss Princetonin yliopistosta projektista. Heidän tutkimustuloksensa julkaistaan Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
National Radio Astronomy Observatory on National Science Foundationin laitos, jota hallinnoi Associated Universities, Inc. yhteistyösopimuksella.
Alkuperäinen lähde: NRAO-lehdistötiedote
