Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το πιο μακρινό ραδιοφωνικό σήμα που υπήρξε ποτέ

Με τη βοήθεια του Very Large Telescope (VLT) του ESO, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την πιο μακρινή ραδιοφωνική εκπομπή που έχει καταγραφεί ποτέ. Η πηγή είναι ένα κβάζαρ τόσο μακρινό που το φως του ταξιδεύει 13 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε εμάς. Αυτό σημαίνει ότι υπήρχε όταν το Σύμπαν ήταν μόλις 780 περίπου εκατομμυρίων ετών.

Το αντικείμενο –που ονομάζεται P172+18–είναι αυτό που οι αστρονόμοι ονομάζουν «ραδιοφωνικό κβάζαρ», που λάμπει ισχυρά στην περιοχή ραδιοσυχνοτήτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, εξαιρετικά φωτεινό λόγω των ισχυρών πίδακες που εκπέμπονται από τον άξονά του. Τα ραδιοφωνικά κβάζαρ είναι αρκετά σπάνια με μόνο το 10% των κβάζαρ που ανακαλύφθηκαν να ταιριάζει με αυτήν την περιγραφή.

Αυτό κάνει το εύρημα της ομάδας ακόμα πιο εκπληκτικό, καθώς παρόλο που έχουν βρεθεί πιο μακρινά κβάζαρ, σηματοδοτεί την πρώτη φορά που οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν τα ενδεικτικά σημάδια ισχυρών ραδιοφωτεινών πίδακα τόσο απίστευτες κοσμικές αποστάσεις.

Συγκινητικά, η ομάδα που βρίσκεται στο επίκεντρο αυτού του ευρήματος πιστεύει ότι αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου όσον αφορά τα ραδιοφωνικά κβάζαρ, με πολλά άλλα να έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Ενδεχομένως ακόμη και μερικά σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις.

Η ανακάλυψη της ομάδας συζητείται σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στην τελευταία έκδοση του The Astrophysical Journal .

Quasars:Powered By Black Holes

Τα κβάζαρ είναι αντικείμενα που βρίσκονται στο κέντρο των γαλαξιών και τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις «μηχανές» μαύρης τρύπας. Η μαύρη τρύπα στην καρδιά του P172+18 είναι θολή. Η ομάδα εκτιμά ότι είναι περίπου 300 εκατομμύρια φορές η μάζα του Ήλιου. Όσο εντυπωσιακό κι αν είναι αυτό, ίσως πιο εντυπωσιακός είναι ο ρυθμός με τον οποίο αυτή η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα καταναλώνει αέριο και σκόνη.

«Η μαύρη τρύπα τρώει την ύλη πολύ γρήγορα, αυξάνοντας σε μάζα με έναν από τους υψηλότερους ρυθμούς που έχουν παρατηρηθεί ποτέ», λέει η Chiara Mazzucchelli, συνεπικεφαλής του έργου και αστρονόμος με έδρα το ESO της Χιλής. «Βρίσκω πολύ συναρπαστικό να ανακαλύπτω «νέες» μαύρες τρύπες για πρώτη φορά και να παρέχω ένα ακόμη δομικό στοιχείο για να κατανοήσουμε το αρχέγονο Σύμπαν, από όπου προερχόμαστε, και τελικά τον εαυτό μας.»

Η ομάδα πιστεύει ότι ο γρήγορος ρυθμός κατανάλωσης αερίου που εμφανίζεται από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και η αυξανόμενη ανάπτυξή της συνδέονται εγγενώς με την εκπομπή των φωτεινών ραδιοφωνικών πίδακες που ανίχνευσαν. Οι πίδακες θα μπορούσαν να ενοχλούν το αέριο σε έναν δίσκο προσαύξησης γύρω από τη μαύρη τρύπα, με αποτέλεσμα να πέφτει στην κεντρική μαύρη τρύπα με επιταχυνόμενο ρυθμό.

Εάν αυτό αποδειχθεί ότι ισχύει, η μελέτη των ραδιοφωνικών κβάζαρ θα μπορούσε να είναι ζωτικής σημασίας για τη μελλοντική διερεύνηση της ανάπτυξης των μαύρων τρυπών στο βρεφικό Σύμπαν. Επί του παρόντος υπάρχει κάποια σύγχυση ως προς το πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν μεγαλώσει σε τεράστια μεγέθη σε μια σχετικά σύντομη περίοδο από κοσμικούς όρους, επομένως ένας μηχανισμός που εξηγεί την ταχεία ανάπτυξη είναι ένα όφελος για τους κοσμολόγους που φοβούνται ότι τα μοντέλα της κοσμικής εξέλιξης θα μπορούσαν να χρειαστούν θεμελιώδη αναθεώρηση .

Πολύ δυνατά και πολύ μακριά

Το P172+18 εντοπίστηκε για πρώτη φορά ως ραδιοφωνική πηγή σε δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από το τηλεσκόπιο Magellan στο Παρατηρητήριο Las Campanas στη Χιλή. Ο Mazzucchelli και ο συναρχηγός της ομάδας Eduardo Bañados του Ινστιτούτου Αστρονομίας Max Planck, στη Γερμανία, αξιολόγησαν στη συνέχεια τα δεδομένα και κατέληξαν γρήγορα στο συμπέρασμα ότι η ραδιοφωνική πηγή αντιπροσώπευε πίδακες που παράγονται από ένα μακρινό ραδιοφωνικό κβάζαρ.

«Μόλις λάβαμε τα δεδομένα, τα επιθεωρήσαμε με το μάτι, και αμέσως καταλάβαμε ότι είχαμε ανακαλύψει το πιο μακρινό κβάζαρ με ραδιοφωνικό θόρυβο που ήταν γνωστό μέχρι στιγμής», λέει ο Bañados.

Επειδή το P172+18 παρατηρήθηκε μόνο για μια σύντομη περίοδο, ήταν απαραίτητο για το δίδυμο να παρακολουθήσει τις παρατηρήσεις με άλλα τηλεσκόπια. Κατάφεραν να το κάνουν αυτό με τη χρήση του οργάνου X-Shooter που σχετίζεται με το VLT, που εδρεύει στην έρημο Atacama της Χιλής, καθώς και με την Very Large Array (VLA) του National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array (VLA) στο Νέο Μεξικό και το τηλεσκόπιο Keck. βρίσκεται κοντά στην κορυφή του Mauna Kea, Χαβάη.

Αυτές οι επακόλουθες παρατηρήσεις επέτρεψαν στην ομάδα να εξακριβώσει πληθώρα λεπτομερειών για το κβάζαρ και την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που το τροφοδοτεί, συμπεριλαμβανομένης της μάζας του και του γρήγορου ρυθμού με τον οποίο καταναλώνει αέριο και περιβάλλουσα ύλη.

Το P172+18 μπορεί επί του παρόντος να κατέχει το ρεκόρ για το πιο μακρινό ραδιοφωνικό κβάζαρ, αλλά δεν είναι μια διάκριση που ο Mazzucchelli και ο Bañados πιστεύουν ότι θα παραμείνει για πολύ. Το δίδυμο πιστεύει ότι πολλά περισσότερα ραδιοφωνικά κβάζαρ κρύβονται στο Σύμπαν που περιμένουν να ανακαλυφθούν και ότι αναμφίβολα, μερικά από αυτά θα υπάρχουν σε μεγαλύτερες αποστάσεις από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Αν και αυτά μπορεί να είναι μια πρόκληση να εντοπιστούν επί του παρόντος, το επερχόμενο Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο (ELT) του ESO, που βρίσκεται υπό κατασκευή στη Βόρεια Χιλή, θα πρέπει να είναι αρκετά ισχυρό για να χειριστεί τέτοιες παρατηρήσεις.

«Αυτή η ανακάλυψη με κάνει αισιόδοξο και πιστεύω —και ελπίζω— ότι το ρεκόρ απόστασης θα καταρριφθεί σύντομα», καταλήγει ο Bañados.