Den lysteste Quasar fra det tidlige universet skinner som 600 trillioner soler

Det var ikke før 800 millioner år etter The Big Bang at universets første lyskilder oppstod. De gamle, strålende, energidrevne gjenstandene er ufattelig gamle, og det er veldig sjeldent å få øye på en av dem. Men takket være en imponerende stor tilfeldighet sier forskere som presenterer på det 23. astronomiske samfunnets 233 møte i denne uken at de har glimtet en - og det er den klareste vi noensinne har sett.

En 12,8 milliarder år gammel quasar - en galakse med et supermassivt svart hull i sentrum som utstråler højenergipartikler - viste seg for tiden astronomer som en galakse 6 milliarder lysår unna serendipitously justert med den. Denne tilfeldigheten tillot kvasarens lys å passere gjennom gravitasjonsforvrengningene av en nærmere galakse og inn i teleskopene til astronomer på jorden.

Hubble Space Telescope knuste noen bilder av kvasaren, som ble gitt den usynlige moniker J043947.08 + 163415.7 til tross for at det var 700 millioner ganger solens størrelse og 600 billioner ganger så lyse. Det bøyende og forstørrende fenomenet forårsaket av galaksen - kalt gravitasjonslinsing - er det som tillater astronomene å observere quasaren, og bestemmer det er det lyseste mennesket noensinne har observert fra det aller tidlige universet.

Det internasjonale teamet bak oppdagelsen, ledet av University of Arizona professor i astronomi Xiaohui Fan, Ph.D., presenterte sine funn på AAS i Seattle, Washington onsdag. Fan sier at han og hans medarbeidere visste fra begynnelsen at de var på noe stort, men de oppdaget ikke i utgangspunktet hvor unik denne oppdagelsen egentlig var.

"Så snart vi var i stand til å måle avstanden, visste vi umiddelbart at dette er et spesielt objekt i lys av dets lysstyrke," forteller han Omvendt, "Men det tok oss litt lenger tid å finne ut at det var gravitasjonelt linseformet."

Hvis det ikke hadde vært for linseffekten, som begge forstørret quasars lys med en faktor på 50 og omdirigert den mot jorden, ville astronomene ha savnet quasar helt. Selv til et høyoppløselig teleskop som Hubble-romteleskopet, ville lyset fra kvasaren ha virket ekstremt svakt etter å ha reist 12,8 milliarder lysår. Selv som linseringseffekten gjorde quasaren lysere, trenger en observasjon som denne rikelig med øyne på det for å bekrefte hva som skjer. Og det gjorde det!

I tillegg til Hubble samarbeidet et internasjonalt nettverk av teleskoper for å bekrefte dette funnet, inkludert Gemini Observatory, James Clerk Maxwell Telescope, Det britiske Infra-Red Telescope (UKIRT), W.M. Keck Observatory, og Panoramic Survey Telescope og Rapid Response System (Pan-STARRS1).

"Vi forventer ikke at vi kunne se et objekt så klart dette tidlig i universet. Og hovedårsaken er linseringseffekten som økte quasar-lysstyrken, sier Fan. "Dette er det første objektivet som er oppdaget i tidlig univers, selv om teorien har spådd at den skulle eksistere i ca 20 år."

"Så oppdagelsen av dette objektet er faktisk en veldig fin bekreftelse på vår teori," legger han til.

Teamet bestemte kvasarens alder og avstand, forklarer Fan, ved å måle redshiftet av bølgelengden av utslipp fra varm gass i kvasaren. Etter å ha identifisert signaturen til gasser som ble utgitt av kvasaren - som inkluderte hydrogen og ionisert karbon og magnesium - var laget i stand til å måle hvor mye de forventede utslippene hadde blitt forskjøvet av deres reise gjennom rommet. Denne analysen fortalte fortellingen om et supermassivt svart hull 700 millioner ganger solens størrelse - og så lyst som 600 billioner sol.

Forskningen vises for øyeblikket som et fortrykt papir på arxiv, men det vil bli publisert i et kommende problem av Astrophysical Journal Letters.

Lagets neste skritt vil male et fyldigere bilde av quasar og omgivelsene.

Vi gjør mange ytterligere observasjoner, inkludert et bedre spekter som kan ha høy følsomhet for å undersøke intergalaktisk gass, og et bilde som er enda skarpere enn Hubble (ved hjelp av Atacama Large Millimeter Array) som vil studere miljøet med den supermassive svarte hull som driver denne kvasaren, sier Fan.