eso1921is — Fréttatilkynning

Mælingar ESO sýna morgunverðarkistu svarthola í dögun alheims

19. desember 2019

Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope ESO fundu kalt gas í kringum sumar af yngstu vetrarbrautunum sem sést hafa í alheiminum. Gashjúparnir eru risavaxnar matarkistur fyrir risasvarthol í miðju vetrarbrauta sem koma okkur fyrir sjónir eins og þær litu út fyrir 12,5 milljörðum ára. Þessir miklu gashjúpar gætu útskýrt hvernig risasvarthol fóru að því að vaxa jafn hratt og raun ber vitni snemma í sögu alheimsins.

„Nú getum við sýnt fram á í fyrsta sinn að snemma í sögu alheimsins var næg næring úr umhverfinu að fá fyrir vetrarbrautir til að viðhalda bæði vexti risasvarthola og mikillar stjörnumyndunar,“ sagði Emanuele Paolo Farina við Max Planck stofnunina í stjörnufræði í Heidelberg í Þýskalandi sem hafði umsjón með rannsókninni en greint er frá henni í dag í tímaritinu The Astrophysical Journal. „Þetta bætir mikilvægu púsli við myndina sem stjörnufræðingar eru að draga upp um hvernig form urðu til í alheiminum fyrir um 12 milljörðum ára.“

Stjörnufræðingar hafa velt vöngum yfir því hvernig risasvarthol urðu jafn stór og raun ber vitni svo snemma í sögu alheimsins. „Tilvist þessara risa, sem voru mörgum milljörðum sinnum efnismeiri en sólin okkar, er stór ráðgáta,“ sagði Farina sem tengist einnig Max Planck stofnuninni í stjörnufræði í Garching við Mümchen. Þetta þýðir að fyrstu svarthoin, sem gætu hafa myndast við þyngdarhrun fyrstu stjarnanna, hljóta að hafa vaxið mjög hratt. Það er ekki fyrr en nú að stjörnufræðingar hafa náð að sjá „málsverð svarthola“ – gas og ryk – í nógu miklu magni til að útskýra öran vöxt þeirra.

Til að flækja málin frekar sýndu eldri mælingar ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, mikið magn af gasi og ryki sem nærði öra myndun stjarna. Mælingar ALMA bentu til þess að litið væri eftir til að fæða svartholin.

Til að leysa gátuna notaði Farina og hópur hans MUSE mælitækið á Very Large Telescope (VLT) ESO í Atacamaeyðimörkinni í Chile til að rannsaka dulstirni – gríðarbjört fyrirbæri sem drifin ery áfram af risasvartholunum í miðju massamikilla vetrarbrauta. Gerðar voru mælingar á 31 dulstirni sem birtast okkur eins og þau litu út fyrir meira en 12,5 milljörðum ára, þegar alheimurinn var enn mjög ungur eða um 670 milljón ára gamall. Þetta er eitt stærsta safn dulstirna svo snemma í sögu alheimsins sem hafa verið rannsökuð.

Stjörnufræðingarnir komust að því að 12 dulstirni voru umvafin gríðarmiklum hjúpum úr köldu og þéttu vetnisgasi sem náði meira en 100.000 ljósár frá svartholinu í miðjunni og vógu á við marga milljarða sóla. Hópurinn, sem samanstóð af stjörnufræðingum frá Þýskalandi, Bandaríkjunum Ítalíu og Chile, komst líka að því að gashjúparnir voru þétt upp við vetrarbrautirnar og því kjörin matarkista sem gátu viðhaldið bæði vexti risasvartholsins og mikilli myndun nýrra stjarna.

Rannsóknin var gerð með MUSE-litrófsritanum á VLT sjónauka ESO sem Farina segir að hafi skipt sköpum í rannsóknum á dulstirnum. „Á aðeins nokkrum klukkustundum tókst okkur að grannskoða umhverfi massamestu og gráðugustu svartholanna í hinum unga alheimi,“ bætti hann við. Dulstirni eru björt en gasið í kring miklu daufara. Þrátt fyrir það tókst MUSE að nema daufan tíru vetnisgassins í hjúpunum sem gerði stjörnufræðingum kleift að sjá matargeymslurnar sem knúðu risasvarrthol í árdaga alheimsins.

Í framtíðinni mun Extremely Large Telescope (ELT) ESO hjálpa stjörnufræðingum að afhjúpa enn meiri smáatriði í vetrarbrautium og risasvartholum fyrstu ármilljarðana eftir Miklahvell. „Með ELT köfum við enn dýpra inn í árdaga alheimsins og lærum miklu meira um gasþokurnar,“ sagði Farina að lokum.

Frekari upplýsingar

Greinin um rannsóknina birtist í The Astrophysical Journal

Í rannsóknarteyminu eru Emanuele Paolo Farina (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Germany and Max Planck Institute for Astrophysics [MPA], Garching bei München, Germany), Fabrizio Arrigoni-Battaia (MPA), Tiago Costa (MPA), Fabian Walter (MPIA), Joseph F. Hennawi (MPIA and Department of Physics, University of California, Santa Barbara, US [UCSB Physics]), Anna-Christina Eilers (MPIA), Alyssa B. Drake (MPIA), Roberto Decarli (Astrophysics and Space Science Observatory of Bologna, Italian National Institute for Astrophysics [INAF], Bologna, Italy), Thales A. Gutcke (MPA), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Vitacura, Chile), Marcel Neeleman (MPIA), Iskren Georgiev (MPIA), Eduardo Bañados (MPIA), Frederick B. Davies (UCSB Physics), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, US [Steward]), Masafusa Onoue (MPIA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Bram P. Venemans (MPIA), Feige Wang (UCSB Physics), Jinyi Yang (Steward), Sebastian Rabien (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching bei München, Germany), and Lorenzo Busoni (INAF-Arcetri Astrophysical Observatory, Florence, Italy).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Emanuele Paolo Farina
Max Planck Institute for Astronomy and Max Planck Institute for Astrophysics
Heidelberg and Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3000 02297
Tölvupóstur: emanuele.paolo.farina@gmail.com

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1921.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1921is
Nafn:Quasar
Tegund:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2019ApJ...887..196F

Myndir

Gas halo observed by MUSE surrounding a galaxy merger seen by ALMA
Gas halo observed by MUSE surrounding a galaxy merger seen by ALMA
texti aðeins á ensku
Artistic impression of a distant quasar surrounded by a gas halo
Artistic impression of a distant quasar surrounded by a gas halo
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 214 Light: A Black Holes' Breakfast at the Cosmic Dawn
ESOcast 214 Light: A Black Holes' Breakfast at the Cosmic Dawn
texti aðeins á ensku
3D view of gas halo observed by MUSE surrounding a galaxy merger seen by ALMA
3D view of gas halo observed by MUSE surrounding a galaxy merger seen by ALMA
texti aðeins á ensku
Artistic animation of a distant quasar surrounded by a gas halo
Artistic animation of a distant quasar surrounded by a gas halo
texti aðeins á ensku

Sjá einnig