Astronomu un kosmologu vidū ir labi zināms fakts, ka jo tālāk jūs skatāties Visumā, jo tālāk jūs redzat atpakaļ. Un, jo tuvāk astronomi var redzēt Lielo sprādzienu, kas notika pirms 13,8 miljardiem gadu, jo interesantāki atklājumi mēdz kļūt. Tieši šie atradumi mūs visvairāk māca par Visuma agrākajiem periodiem un tā turpmāko attīstību.
Piemēram, zinātnieki, izmantojot plaša lauka infrasarkano staru pētījuma pētnieku (WISE) un Magellan teleskopus, nesen novēroja agrāko Supermassive Black Hole (SMBH). Saskaņā ar atklāšanas komandas pētījumu, šis melnais caurums ir aptuveni 800 miljonus reižu lielāks par mūsu Saules masu un atrodas vairāk nekā 13 miljardus gaismas gadu attālumā no Zemes. Tas padara to par visattālāko un jaunāko, līdz šim novēroto, SMBH.
Nesen žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “800 miljonu saules masu melnais caurums ievērojami neitrālā Visumā ar sarkano nobīdi 7,5”. Daba. Kārnegi zinātnes institūta pētnieka Eduardo Bañados vadībā komandā bija dalībnieki no NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas, Maks Planka astronomijas institūta, Kavli astronomijas un astrofizikas institūta, Las Cumbres observatorijas un vairākām universitātēm.
Tāpat kā citi SMBH, arī šis atklājums (apzīmēts ar J1342 + 0928) ir kvazārs - īpaši spilgtu priekšmetu klase, kas sastāv no melna cauruma, kas veido masu masīvas galaktikas centrā. Objekts tika atklāts tālu objektu apsekojuma laikā, kurā tika apvienoti WISE misijas infrasarkanie dati ar uz zemes veiktajiem apsekojumiem. Pēc tam komanda sekoja datiem no Kārnegija observatorijas Magellan teleskopiem Čīlē.
Tāpat kā ar visiem tālajiem kosmoloģiskajiem objektiem, J1342 + 0928 attālums tika noteikts, izmērot tā sarkano nobīdi. Izmērot, cik lielu objekta gaismas viļņa garumu izstiepj Visuma izplešanās, pirms tas sasniedz Zemi, astronomi spēj noteikt, cik tālu tam bija jābrauc, lai nokļūtu šeit. Šajā gadījumā kvazāra sarkanā nobīde bija 7,54, kas nozīmē, ka pagāja vairāk nekā 13 miljardi gadu, kamēr tā gaisma nonāca pie mums.
Kā Kārnegi paziņojumā presei paskaidroja Arizonas Universitātes Stjuartu observatorijas Sjaohui ventilators (un pētījuma līdzautors):
“Šis lielais attālums šādus objektus padara ārkārtīgi noģībtus, skatoties no Zemes. Arī debesīs ļoti reti ir agrīnie kvazāri. Neraugoties uz plašajiem meklējumiem, bija zināms, ka tikai viens kvazārs eksistē ar sarkano pāreju, kas bija lielāka par septiņiem iepriekš. ”
Ņemot vērā tā vecumu un masu, šī kvazāra atklāšana bija diezgan pārsteigums pētījuma komandai. Kā NASA paziņojumā presei norādīja NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas astrofiziķis un pētījuma līdzautors Daniels Šterns: “Šis melnais caurums pieauga daudz lielāks, nekā mēs gaidījām tikai 690 miljonu gadu laikā pēc Lielā sprādziena, kurš izaicina mūsu teorijas par to, kā veidojas melnie caurumi. ”
Būtībā šis kvazārs pastāvēja laikā, kad Visums tikai sāka parādīties no tā, ko kosmologi dēvē par “tumšajiem laikiem”. Šajā periodā, kas sākās aptuveni 380 000 gadu līdz 150 miljoniem gadu pēc Lielā sprādziena, lielākā daļa Visuma fotonu mijiedarbojās ar elektroniem un protoniem. Tā rezultātā šī perioda starojums nav nosakāms ar mūsu pašreizējiem instrumentiem - no tā arī nosaukums.
Visums palika šajā stāvoklī bez gaismas avotiem, līdz gravitācija sakondensēja vielas pirmajās zvaigznēs un galaktikās. Šis periods ir pazīstams kā “reinozācijas laikmets”, kas ilga no 150 miljoniem līdz 1 miljardam gadu pēc Lielā sprādziena un ko raksturoja pirmās zvaigznes, galaktikas un kvazāri. Tas tiek dēvēts tāpēc, ka šo seno galaktiku atbrīvotā enerģija izraisīja Visuma neitrāla ūdeņraža satraukumu un jonizāciju.
Kad Visums kļuva reionizēts, fotoni varēja brīvi ceļot pa kosmosu, un Visums oficiāli kļuva caurspīdīgs gaismai. Tas ir iemesls, kas padara šī kvazāra atklāšanu tik interesantu. Kā novēroja komanda, liela daļa ūdeņraža, kas to ieskauj, ir neitrāls, kas nozīmē, ka tas ir ne tikai vistālākais kvazārs, kāds jebkad novērots, bet arī vienīgais kvazāra piemērs, kas pastāvēja pirms Visuma reionizācijas.
Citiem vārdiem sakot, J1342 + 0928 pastāvēja nozīmīgā Visuma pārejas periodā, kas, iespējams, ir viena no pašreizējām astrofizikas robežām. It kā ar to būtu par maz, komandu arī mulsināja objekta masa. Lai melnais caurums šajā agrīnajā Visuma periodā būtu kļuvis tik masīvs, lai būtu iespējama tik strauja izaugsme, ir jābūt īpašiem nosacījumiem.
Kādi šie apstākļi tomēr ir, paliek noslēpums. Lai arī kāds būtu gadījums, šķiet, ka šis nesen atrastais SMBH patērē vielas galaktikas centrā ar pārsteidzošu ātrumu. Un, lai gan tā atklāšana ir radījusi daudz jautājumu, ir paredzams, ka nākotnes teleskopu izvietošana vairāk parādīs šo kvazāru un tā kosmoloģisko periodu. Kā sacīja Sterns:
"Tā kā pašlaik tiek būvēti vairāki nākamās paaudzes, pat jutīgāki objekti, nākamajos gados mēs varam sagaidīt daudzus aizraujošus atklājumus jau pašā agrīnajā Visumā."
Šajās nākamās paaudzes misijās ietilpst Eiropas Kosmosa aģentūras Eiklida misija un NASA plašā lauka infrasarkano staru teleskops (WFIRST). Kamēr Eiklids pētīs objektus, kas atradās 10 miljardus gadu iepriekš, lai izmērītu, kā tumšā enerģija ietekmēja kosmisko evolūciju, WFIRST veiks plaša lauka tuvu infrasarkano staru apsekojumus, lai izmērītu gaismu, kas nāk no miljarda galaktiku.
Paredzams, ka abās misijās tiks atklāti vēl citi objekti, piemēram, J1342 + 0928. Šobrīd zinātnieki prognozē, ka debesīs ir tikai 20 līdz 100 kvazāri, kas ir tik spilgti un tāli kā J1342 + 0928. Kā tādi viņi visvairāk priecājās par šo atklājumu, kas, domājams, sniegs mums pamatinformāciju par Visumu, kad tas bija tikai 5% no tā pašreizējā vecuma.
