A csillagászok, akik a Nemzeti Tudományos Alapítvány „Nagyon nagy tömb” (VLA) rádióteleszkópját használják a legtávolabbi ismert kvazár tanulmányozására, egy csábító nyomot találtak, amely megválaszolhatja a régóta fennálló kozmikus csirke-tojás kérdést: melyik volt az első, szupermasszív fekete lyukak vagy óriási galaxisok?
A csillagászok évek óta közvetlen kapcsolatot mutatnak egy galaxis központi, szupermasszív fekete lyuk tömege és a magjában lévő csillagok „kidudorodásának” teljes tömege között. Minél tömegebb a fekete lyuk, annál masszább a duzzanat. A tudósok széles körben spekuláltak arról, hogy először alakult-e ki a fekete lyuk vagy a csillagbimbó. A közelmúltban néhány elmélet azt sugallta, hogy a kettő egyszerre alakulhat ki.
Ugyanakkor a kvazár és a gazdagépe galaxisának új VLA megfigyelései, amelyek akkor voltak, amikor az Univerzum kevesebb, mint egy milliárd éves volt, azt mutatják, hogy a fiatal galaxisnak szupermasszív fekete lyuk van, de nincs hatalmas csillagdugása.
„Nagyon sok gázt találtunk ebben a fiatal galaxisban, és ha hozzáadjuk ennek a gáznak a tömegét a fekete lyukhoz, akkor az majdnem a teljes rendszer tömegét eléri. A galaxis dinamikája azt jelenti, hogy nincs sok mennyiség hátra ahhoz, hogy a jelenlegi modellek által előre jelzett csillagbimbónak megfeleljenek ”- mondta Chris Carilli, a Nemzeti Rádiós Csillagászati Megfigyelő Intézet (NRAO) munkatársa, Socorro, NM.
A tudósok a J1148 + 5251 néven ismert kvazárt tanulmányozták, amely több mint 12,8 milliárd fényévnél a legtávolabbi kvazár, amelyet eddig találtak. A JAN48 + 5251, amelyet a Sloan Digital Sky Survey felfedezett 2003-ban, egy fényes kvazármaggal rendelkező fiatal galaxis, amint az az univerzum még csak 870 millió éves volt. Az univerzum ma 13,7 milliárd éves.
A VLA-nak a J1148 + 4241-en alapuló körülbelül 60 órán át történő irányítását célozva a kutatók képesek voltak meghatározni a rendszerben található molekuláris gáz mennyiségét. Ezenkívül képesek voltak mérni a gáz mozgását, és így megbecsülni a galaktikus rendszer teljes tömegét. A rendszer korábbi tanulmányai szerint becslések szerint a fekete lyuk Napunk tömegének 1-5 milliárdszorosa.
Az új VLA megfigyelések azt mutatják, hogy körülbelül 10 milliárd napelemes molekulatömeg van a rendszerben, és a rendszer teljes tömege 40-50 milliárd napelemes tömeg. A gáz és a fekete lyuk együttesen 11-15 milliárd napenergiát jelentenek ebből.
„Az elfogadott arány azt jelzi, hogy ennek a tömegnek egy fekete lyukát körülbelül három trillió napelemes tömegű csillagnyomással kell körülvenni. Dinamikus mérésünk azt mutatja, hogy nincs sok tömeg maradva, kivéve a fekete lyukat és a gázt, hogy csillagdombot képezzen. Ez bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a fekete lyuk kialakul a csillagbimbó előtt. ”- mondta Fabian Walter, a németországi Heidelbergben található Max Planck Rádióstronomikai Intézetének, aki a megfigyelések során a Jorky posztdoktori doktor volt a NORO-ban Socorro-ban.
„Egy példa természetesen nem teszi ezt a helyzetet, de ebben a tárgyban nyilvánvalóan van egy példa egy fekete lyukra, amelyben nincs nagy csillagfej. Most részletes vizsgálatokat kell végeznünk a távoli, korai világegyetemben több ilyen tárgyról ”- mondta Carilli. "A kibővített VLA és az Atacama nagyméretű milliméter tömb (ALMA) jelentősen javított érzékenységével, amely néhány év alatt elérhetővé válik, rendelkezésünkre áll majd az eszköz, amelyre szükségünk van a kérdés végleges megoldásához" - tette hozzá Carilli.
"Az ilyen tanulmányok kulcsa annak megértéséhez, hogy miként alakultak ki a galaxisok" - mondta Walter.
Walter és Carilli együtt dolgozott Frank Bertoldivel és Karl Mentennel a bonni Max Planck Intézetnél; Pierre Cox a Dél-Párizsi Egyetem Űrhajózási Intézetéből; Fred K.Y. A NRAO helyszíne Charlottesville-ben (VA); Xiahui Fan az Arizonai Egyetem Steward Obszervatóriumából; és Michael Strauss, a Princetoni Egyetem, a projektben. Kutatási eredményeiket közzéteszik az Astrophysical Journal Letters-ben.
A National Radio Astronomy Observatory a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc. együttműködési megállapodás alapján működtetnek.
Eredeti forrás: NRAO sajtóközlemény
