Pressmeddelande

Mest avlägsna kvasaren med jetstrålar upptäckt

8 mars 2021, Skurup

Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har astronomer upptäckt och detaljstuderat den mest avlägsna radiokällan hittills. Objektet är en så kallad “radiostark” kvasar - ett ljusstarkt objekt med kraftiga jetstrålar som utsänder strålning i radiovåglängder - som är så avlägsen att strålningen har tagit 13 miljarder år att nå oss. Upptäckten kan bidra till viktiga ledtrådar för att förstå förhållandena i det tidiga universum.

Kvasarer är mycket ljusstarka objekt i centrum av vissa galaxer, vars energi kommer från supermassiva svarta hål. När det svarta hålet slukar den omgivande gasen frigörs enorma mängder energi som gör det möjligt för astronomer att upptäcka kvasarerna även på mycket stora avstånd.

 

Den nyligen upptäckta kvasaren har beteckningen P172+18. Dess ljus har en ålder av 13 miljarder ljusårs avstånd, vilket betyder att vi ser den som den såg ut när universum var endast 780 miljoner år gammalt. Ännu mer avlägsna kvasarer är kända, men detta är första gången som astronomerna har identifierat jetstrålar på så stort avstånd. Bara omkring 10 % av kvasarerna – de “radiostarka” – har jetstrålar som sänder ut stora mängder energi i radiofrekvenser [1].

 

I centrum av P172+18 finns ett svart hål som är 300 miljoner gånger mer massivt än solen och som konsumerar gas i en enormt snabb takt. “Det svarta hålet drar till sig materia mycket effektivt och växer i storlek snabbare än nästan något annat objekt som vi har observerat” säger astronomen Chiara Mazzucchelli vid ESO i Chile, som ledde forskningsprojektet tillsammans med Eduardo Bañados vid Max Planckinstitutet för astronomi i Tyskland.

 

Astronomerna tror att den snabba tillväxthastigheten hos supermassiva svarta hål är kopplade till de energirika jetstrålarna i kvasarer som P172+18. Jetstrålarna tros påverka gasen som omger det svarta hålet, vilket ökar infallstakten. Genom att studera radiostarka kvasarer kan man därför dra viktiga slutsatser om hur svarta hål i det tidiga universum kunde växa till supermassiva svarta hål så snabbt efter Big bang.

 

“Jag tycker det är mycket spännande att upptäcka svarta hål och kunna ge ett bidrag till förståelsen av det mycket unga universum, som är ursprunget till vår egen existens” säger Mazzuchelli.

 

P172+18 klassificerades som en avlägsen kvasar av Bañados och Mazzuchelli med Magellanteleskopet vid Las Campanasobservatoriet i Chile först efter att den hade identifierats som en radiokälla. ”Så snart som vi fick datan inspekterade vi den med ögat och insåg omedelbart att vi hade upptäckt den mest avlägsna kända radiostarka kvasaren hittills” säger Bañados.

 

Men på grund av alltför begränsad observationstid hade forskarlaget inte tillräckligt med data för att kunna studera objektet i detalj. En uppsjö av observationer med andra teleskop följde, bland annat med X-shooterinstrumentet vid ESO:s VLT, som gjorde det möjligt att förstå kvasarens egenskaper bättre, inklusive det svarta hålets massa och gasens infallstakt. Andra teleskop som bidrog tills studien var Very Large Array vid National Radio Astronomical Observatory och Keckteleskopet, båda i USA.

 

Forskarlaget är exalterade över upptäckten, som presenteras i The Astrophysical Journal, men tror att denna radiostarka kvasar bara är den första bland många andra som återstår att identifieras, kanske även på större kosmologiska avstånd. “Denna upptäckt gör mig optimistisk och får mig att tro att vi snart kommer att slå detta avståndsrekord” säger Bañados.

 

Observationer med ALMA, där ESO är en partner, och med ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT) kan bidra till studier för att förstå dessa objekt i det tidiga universum i detalj.

Noter

[1] Radiovågor som studeras inom astrofysiken har frekvenser mellan 300 MHz och 300 GHz.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” som publiceras i The Astrophysical Journal.

 

Forskarlaget utgörs av Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Tyskland, och The Observatories of the Carnegie Institution for Science, USA), Chiara Mazzucchelli (Europeiska sydobservatoriet, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], USA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, USA), Irham Taufik Andika (MPIA och International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics vid Heidelbergs universitet, Tyskland), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), Chris Carilli (NRAO och Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Storbritannien), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Italien), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Tyskland), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, USA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Italien och INAF Bologna), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, USA och MPIA) and Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, USA).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• Mer information om ELT
• För astronomer: berätta om din forskning!

 

Kontakter

Chiara Mazzucchelli
European Southern Observatory
Vitacura, Chile
E-post: Chiara.Mazzucchelli@eso.org

Eduardo Bañados
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
E-post: banados@mpia.de

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2103 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.