Pressmeddelande

Lyser mest och växer bäst: Astronomer identifierar en rekordkvasar

19 februari 2024, Skurup

Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har astronomer karaktäriserat en kvasar och funnit att den inte bara är den ljusaste av sitt slag utan även ett av de mest luminösa objekten som någonsin observerats. Kvasarer är de ljusa kärnorna i avlägsna galaxer och får sin energi från supermassiva svarta hål. Det svarta hålet i denna rekordkvasar blir motsvarande en solmassa tyngre varje dag och är därmed det mest snabbväxande svarta hålet man känner till.

De svarta hål som driver kvasarerna samlar in materia från sin omgivning i en process som sänder ut enorma mängder strålning, så mycket att kvasarerna tillhör de ljusstarkaste objekten vi känner till. Även mycket avlägsna galaxer är synliga från jorden, och som en tumregel är det de ljusaste som innehåller de mest snabbväxande svarta hålen.

“Vi har upptäckt det mest snabbväxande svarta hålet hittills. Det har en massa motsvarande 17 miljarder solar och drar till sig en solmassa varje dygn. Därmed är det ett av de mest ljusstarka objekten i det kända universumet” säger Christian Wolf, astronom vid Australian National University (ANU) och försteförfattare till en studie som publiceras i dag i Nature Astronomy. Kvasaren, som har beteckningen J0529-4351, ligger så långt bort att dess ljus har färdats i 12 miljarder år för att nå oss.

Det material som dras in mot det svarta hålet samlas till en skiva och utsänder så mycket energi att J0529-4351 lyser 500 000 miljarder gånger mer än solen [1]. “All denna strålning uppstår i en het ansamlingsskiva som är sju ljusår i diameter - vilket måste vara den största ansamlingsskivan i universum” säger Samuel Lai, medförfattare och doktorand vid ANU. Sju ljusår motsvarar 15 000 gånger avståndet mellan solen och den yttersta planeten Neptunus, eller nästan dubbla avståndet till solens närmaste stjärngranne i Vintergatan.

Underligt nog gömde sig denna rekordkvasar i det öppna. “Det är förvånande att den hittills har varit okänd, när vi redan känner till en miljon mindre imponerande kvasarer. Den har bokstavligen tittat oss rakt i ögonen tills nu” säger Christopher Ogen, medförfattare och astronom vid ANU. Han tillägger att objektet ses på bilder tagna under ESO:s Schmidt Southern Sky Survey, ett kartläggningsprojekt som inleddes 1980, men att den inte identifierades som en kvasar förrän årtionden senare.

Att hitta kvasarer kräver noggranna observationella data över stora delar av himlen. De resulterande dataseten är så stora att astronomer ofta använder maskininlärningsmodeller för att analysera dem och på så sätt särskilja kvasarer från andra himmelsobjekt. Men dessa modeller tränas med data för kända objekt vilket begränsar potentiellt intressanta objekt till sådana som liknar de redan kända. Om en kvasar är betydligt mer ljusstark än andra som har observerats kan metoden missa den och klassificera den som en stjärna ganska nära jorden.

En automatiserad analys av data från Europeiska rymdorganet ESA:s Gaiasatellit missade J0529-4351 på detta sätt eftersom den ansågs vara för ljus för att vara en kvasar, och föreslog att objektet istället var en stjärna. Forskarna identifierade den som en avlägsen kvasar så sent som förra året med hjälp av observationer med ANU:s 2,3-metersteleskop vid Siding Springobservatoriet i Australien. Att identifiera denna kvasar som den mest ljusstarka som man känner till krävde dock större teleskop och mätningar med ett mer exakt instrument. Spektrografen X-shooter vid ESO:s VLT i den chilenska Atacamaöknen bidrog med avgörande data.

Det mest snabbväxande svarta hålet i världshistorien blir ett perfekt mål för GRAVITY+, en uppgradering av ESO:s VLT Interferometer (VLTI). Detta instrument konstruerades för att noggrant mäta massan hos svarta hål, inklusive sådana på stora avstånd från jorden. Dessutom kommer ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), ett 39 meter stort teleskop som nu konstrueras i Atacamaöknen, göra identifikation och karaktärisering av märkliga objekt som detta lättare.

Att hitta och studera avlägsna supermassiva svarta hål kan ge ledtrådar till några av de stora frågor vi har om det unga universumet, som när de svarta hålen och deras värdgalaxer bildades och utvecklades. Men det är inte den enda anledningen till varför Christian Wolf söker efter dem. “Personligen så gillar jag själva letandet” säger han. “Under några minuter varje dag känner jag mig som ett barn igen, som att vara på skattjakt, och nu drar jag nytta av allt jag lärt mig sedan dess”.

Noter

[1] För några år sedan annonserade NASA och det europeiska rymdorganet ESA att Hubbleteleskopet hade upptäckt en kvasar, J043947.08+163415.7, med en ljusstyrka av 600 000 miljarder solar. Dess ljusstyrka förstärktes dock av en gravitationslins i form av en galax mellan kvarteren och oss. Den verkliga luminositeten för J043947.08+163415.7 uppskattas till 11 000 miljarder solar.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole” (doi: doi:10.1038/s41550-024-02195-x) i tidskriften Nature Astronomy.

Forskarlaget utgörs av Christian Wolf (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Australien [ANU] och Centre for Gravitational Astrophysics, Australian National University, Australien [CGA]), Samuel Lai (ANU), Christopher A. Onken (ANU), Neelesh Amrutha (ANU), Fuyan Bian (ESO, Chile), Wei Jeat Hon (School of Physics, University of Melbourne, Australien [Melbourne]), Patrick Tisserand (Sorbonne Universités, CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrike) och Rachel L. Webster (Melbourne).

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• Läs mer om ESO:s Extremely Large Telescope på vår dedikerade webbplats och i pressmaterialet
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

Kontakter

Christian Wolf
Australian National University
Canberra, Australia
Tel: +61(02)-61256373
Mobil: +61(0)415330371
E-post: christian.wolf@anu.edu.au

Samuel Lai
Australian National University
Canberra, Australia
Mobil: +61 (0) 493418898
E-post: samuel.lai@anu.edu.au

Christopher Onken
Australian National University
Canberra, Australia
Tel: +61(0) 26125 8039
E-post: christopher.onken@anu.edu.au

Rachel L. Webster (study co-author)
University of Melbourne
Melbourne, Australia
Mobil: +61(0) 425863209
E-post: r.webster@unimelb.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (press contact Sverige)
ESO Science Outreach Network
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
Email: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2402 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.