eso1122no — Pressemelding

Rekordfjern kvasar

29 June 2011

Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope og en rekke andre teleskoper har et team av europeiske astronomer oppdaget og studert den hittil fjerneste kvasar man kjenner til. Dette strålende fyrtårnet får sin energi fra et sort hull to milliarder ganger mer massivt enn Sola, og er det desidert mest lyssterke objekt som noensinne er funnet i det tidlige univers. Forskingsresultatene presenteres i journalen Nature 30. juni 2011.

"Denne kvasaren kan fortelle oss mye om det tidlige univers. Det er et meget sjeldent objekt som vil hjelpe oss å forstå hvordan supermassive sorte hull vokste fram noen hundre millioner år etter Big Bang," sier lederen av studien, Stephen Warren.

Kvasarer er svært lyssterke og fjerntliggende galakser hvis energi antas å komme fra supermassive sorte hull i deres sentre. Den ekstreme energiproduksjonen gjør dem til kraftige fyrtårn som kan gi oss ny kunnskap om tidsepoken da de første stjerner og galakser ble dannet. Den nyoppdagede kvasaren er så langt unna at dens lys ble sendt ut under den siste delen av den såkalte reionisasjonsæraen [1]. Lyset kan derfor inneholde spor fra denne gåtefulle perioden.

Kvasaren har fått navnet ULAS J1120+0641 [2] og sees slik den framstod kun 770 millioner år etter Big Bang (kvasarens rødforskyvning er 7,1 [3]). Lyset fra den har brukt 12,9 milliarder år på å nå fram til oss.

Selv om det er oppdaget enda fjernere objekter (f.eks. et gammaglimt med rødforskyvning 8,2, se eso0917, og en galakse med rødforskyvning 8,6, se eso1041), er den nylig oppdagede kvasaren flere hundre ganger mer lyssterk. Og blant objekter som er tilstrekkelig lyssterke til å kunne studeres i detalj, er dette det aller fjerneste – med god margin.

Den nest fjerneste kvasaren man kjenner til sees slik den var rundt 870 millioner år etter Big Bang (rødforskyvning 6,4). Lignende objekter enda lenger unna kan ikke oppdages gjennom himmelkartlegginger i synlig lys. Det er fordi lyset er strukket så mye pga. universets utvidelse at mesteparten faller i det infrarøde området av lysspekteret når det ankommer Jorda. Det europeiske himmelkartleggingsprosjektet UKIDSS (UKIRT Infrared Deep Sky Survey), som benytter Storbritannias dedikerte infrarøde teleskop [4] på Hawaii, ble utformet for nettopp å løse dette problemet. Astronomteamet sjekket millioner av objekter i UKIDSS-databasen på jakt etter kandidater som kunne være de etterlengtede fjerne kvasarene. Til slutt fikk de lønn for strevet.

"Det tok oss fem år å finne dette objektet," forklarer Bram Venemans, en av forfatterne av forskningsartikkelen. "Målet vårt var en kvasar med rødforskyvning større enn 6,5. Å finne en som var langt unna, med rødforskyvning over 7, var selvfølgelig en gledelig og spennende overraskelse. Lyset fra kvasaren har gått gjennom reionisasjonsæraen, og det gir oss en unik mulighet til å studere en 100 millioner år lang periode i universets historie som tidligere har vært utilgjengelig for astronomene."

Avstanden til kvasaren ble bestemt ut fra observasjoner gjort med FORS2-instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT) og instrumenter på Gemini North-teleskopet [5]. Fordi objektet er forholdsvis lyssterkt, er det mulig å ta spektra av det (dvs. lyset splittes opp i de ulike fargene det består av). Ved hjelp av denne teknikken kunne astronomene finne ut litt av hvert om kvasaren.

Observasjonene avdekket at det sorte hullet i sentrum av ULAS J1120+0641 er omtrent to milliarder ganger mer massivt enn Sola. Et så stort sort hull så tidlig etter Big Bang er vanskelig å forklare. Gjeldende teorier for hvordan sorte hull vokser, sier at massen øker sakte etter hvert som det kompakte objektet suger til seg materie fra omgivelsene.

"Vi tror det bare finnes om lag 100 lyssterke kvasarer på hele himmelen med rødforskyvning over 7. Å finne dette objektet krevde iherdige søk, men vi fikk betalt for strevet siden vi kunne avsløre noen av mysteriene til det tidlige univers," avslutter Daniel Mortlock, hovedforfatteren av forskningsartikkelen.

Fotnoter

[1] Ursmellet Big Bang inntraff for 13,7 milliarder år siden. Omkring 300 000 år etterpå hadde temperaturen i universet sunket tilstrekkelig for at elektroner og protoner kunne gå sammen og danne nøytralt hydrogen (en gass uten elektrisk ladning). Denne kjølige gassen var hovedbestanddelen i universet fram til de første stjernene fødtes rundt 100 til 150 millioner år senere. Stjernenes intense ultrafiolette stråling splittet deretter sakte men sikkert opp hydrogenatomene i elektroner og protoner. Prosessen kalles reionisasjon og gjorde universet mer gjennomsiktig for ultrafiolett lys. Astronomene tror denne æraen fant sted fra om lag 150 millioner til 800 millioner år etter Big Bang.

[2] Objektet ble funnet ved hjelp av data fra UKIDSS Large Area Survey (ULAS). Sifrene og prefikset "J" henviser til kvasarens posisjon på himmelen.

[3] Fordi lyshastigheten er endelig, ser astronomene lenger og lenger tilbake i tid jo fjernere objekter de observerer. Det tok lyset fra ULAS J1120+0641 hele 12,9 milliarder år å nå fram til teleskopene på Jorda, derfor ser vi kvasaren slik den var da universet var kun 770 millioner år gammelt. I løpet av disse 12,9 milliarder årene utvidet universet seg, noe som også gjorde at lyset fra objektet ble strukket. Denne kosmologiske rødforskyvningen, gjerne bare kalt rødforskyvningen, er et mål på universets totale ekspansjon fra tidspunktet strålingen ble utsendt til den ble mottatt.

[4] UKIRT står for United Kingdom Infrared Telescope. Teleskopet er eid av Storbritannias Science and Technology Facilities Council og drives av ansatte ved Joint Astronomy Centre i Hilo på Hawaii.

[5] FORS2 er en forkortelse for VLTs spektrograf – FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph. Andre instrumenter som ble brukt for å splitte opp og studere lyset fra objektet, var Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) og Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS). Liverpool-teleskopet, Isaac Newton-teleskopet og UK Infrared Telescope (UKIRT) ble også benyttet for å bekrefte målinger gjort i himmelkartleggingen.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature 30. juni 2011.

Forskerteamet består av Daniel J. Mortlock (Imperial College London [Imperial], Storbritannia), Stephen J. Warren (Imperial), Bram P. Venemans (ESO, Garching, Tyskland), Mitesh Patel (Imperial), Paul C. Hewett (Institute of Astronomy [IoA], Cambridge, Storbritannia), Richard G. McMahon (IoA), Chris Simpson (Liverpool John Moores University, Storbritannia), Tom Theuns (Institute for Computational Cosmology, Durham, Storbritannia, og University of Antwerp, Belgia), Eduardo A. Gonzáles-Solares (IoA), Andy Adamson (Joint Astronomy Centre, Hilo, USA), Simon Dye (Centre for Astronomy and Particle Theory, Nottingham, Storbritannia), Nigel C. Hambly (Institute for Astronomy, Edinburgh, Storbritannia), Paul Hirst (Gemini Observatory, Hilo, USA), Mike J. Irwin (IoA), Ernst Kuiper (Leiden Observatory, Nederland), Andy Lawrence (Institute for Astronomy, Edinburgh, Storbritannia), og Huub J. A. Röttgering (Leiden Observatory, Nederland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 40 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@gmail.com

Daniel Mortlock
Astrophysics Group, Blackett Laboratory, Imperial College London
London, United Kingdom
Tlf.: +44 20 7594 7878
E-post: d.mortlock@imperial.ac.uk

Bram Venemans
ESO Astronomer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6631
E-post: bveneman@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1122 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1122no
Navn:ULAS J1120+0641
Type:• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011Natur.474..616M

Bilder

An artist’s rendering of the most distant quasar
An artist’s rendering of the most distant quasar
kun på engelsk
The most distant quasar
The most distant quasar
kun på engelsk
Wide-field view of the sky around the most remote quasar
Wide-field view of the sky around the most remote quasar
kun på engelsk

Videoer

ESOcast 32: Most Distant Quasar Found
ESOcast 32: Most Distant Quasar Found
kun på engelsk
Zooming in on the most distant quasar found so far
Zooming in on the most distant quasar found so far
kun på engelsk
A 3D animation of the most distant quasar
A 3D animation of the most distant quasar
kun på engelsk

Se også