gov-civil-vilareal.ptEen quasar aan de rand van het waarneembare heelal heeft zijn radio *ver* omhoog gedraaid
>Astronomen hebben een krachtige quasar ontdekt vlakbij de rand van het waarneembare heelal, een verbluffende 13 miljard lichtjaren van de aarde. Hoewel er veel quasars op deze afstand bekend zijn, deze is speciaal : Het is 'radio luid', wat betekent dat het radio-energie uitstraalt, waardoor het deel uitmaakt van een speciale klasse die ons kan helpen de omstandigheden toen het heelal nog heel jong was beter te begrijpen.
Quasars zijn zelf een speciaal soort melkwegstelsel . Voor zover we weten, heeft elk groot sterrenstelsel een superzwaar zwart gat in de kern. De meeste sterrenstelsels hebben tegenwoordig zwarte gaten die stil zijn, dat wil zeggen, ze voeden zich niet actief met materiaal. De Melkweg valt in die klasse.
Sommige echter hebben materiaal dat in hun centrale superzware zwarte gat valt , en we noemen deze actieve sterrenstelsels . Materiaal dat in het zwarte gat valt, vormt een ongelooflijk hete schijf eromheen, an accretieschijf , en daarbuiten kan een enorme donutvormige stofwolk zijn.
Bovendien bevat de accretieschijf extreem sterke magnetische velden. Terwijl het materiaal rond het zwarte gat wervelt, worden deze velden als tornado's opgewonden, en materiaal wordt met bijna de lichtsnelheid van het zwarte gat weggeschoten. Deze structuren noemen we jets , en het zijn kenmerken van immense kracht.
Guardians of the Galaxy 2 aangesloten
Hercules A is een voorbeeld van een relatief nabij actief sterrenstelsel, met een zwart gat in zijn hart dat materie opeet en enorme hoeveelheden straling en materie uitstraalt. Credit: NASA, ESA, S. Baum en C. O'Dea (RIT), R. Perley en W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), en het Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
piraat van het caraïbische legospel
Wat we zien vanuit een actief sterrenstelsel hangt voor een groot deel af van onze kijkgeometrie. Als de jet op ons gericht is, kunnen we hoogenergetisch licht zien, zoals röntgenstralen en gammastralen. Als we de stoftorus op de rand zien, kan deze de meeste energierijke dingen blokkeren en we zien alleen optisch of infrarood licht. Er is een hele menagerie van actieve melkwegtypes die er zijn.
Quasars hebben de neiging om veel hoogenergetisch licht te hebben (de eerste werd ontdekt door de röntgenstraling) en al vroeg werden ze ook gezien als krachtige bronnen van radio-energie. Maar naarmate we meer leerden, ontdekten we dat radioluide quasars*(zoals degenen met veel radiostraling worden genoemd) zijn eigenlijk in de minderheid; slechts 10% van alle quasars is radio luid.
Schematische weergave van het centrum van een actief sterrenstelsel, waar een accretieschijf een superzwaar zwart gat voedt, beide omgeven door een enorme stoftorus. Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
De nieuw ontdekte quasar heet PSO J172.3556+18.7734 (laten we het kort P172 noemen). Het werd gevonden in een luchtonderzoek met optisch licht (het soort dat we zien), en had kleuren die aangaven dat het op grote afstand was. Een vervolgobservatie bevestigde het, en een reeks waarnemingen met behulp van enorme telescopen zoals Keck en de Large Binocular Telescope bevestigde de grote afstand: ongeveer 13 miljard lichtjaar (of, nauwkeuriger, het duurde 13 miljard jaar voordat het licht ons).
Meer waarnemingen met de Very Large Array-radiotelescoop toonden ook aan dat deze, in tegenstelling tot de meeste quasars, radio-energie uitstraalde. Er zijn ongeveer 200 quasars bekend die verder weg zijn dan ongeveer 12,7 miljard lichtjaar, en van slechts 3 is bekend dat ze radio-luid zijn. Met 13 miljard zijn er slechts 18 quasars bekend, en P172 is de enige die radio luid is.
beoordeelt het huis met een klok in de muren
Kijken naar spectrum van het doel, hebben astronomen vastgesteld dat het centrale zwarte gat van P172 een massa heeft van ongeveer 300 miljoen keer die van de zon, waardoor dit een middelzware tot zware is (die in het centrum van de Melkweg is slechts 4 miljoen zonsmassa's, hoewel toegegeven, de onze is kleiner dan de meeste).
Dit deel is interessant: als de materie erin valt, wordt het ongelooflijk heet en enorm helder. Door gewoon te meten hoe helder, kunnen astronomen bepalen hoe snel het zwarte gat zich voedt. Meestal is er een bovengrens aan de snelheid waarmee het voedt; de materie wordt zo heet dat de pure kracht van het licht dat het uitstraalt materiaal wegblaast dat van verder naar buiten valt. Dit tarief wordt de Eddington-limiet ; over het algemeen is dit de snelste snelheid waarmee een zwart gat kan vollopen.
Maar het zwarte gat in het centrum van P172 voedt zich met een snelheid die veel hoger is dan de Eddington-limiet. Het blijkt dat dat mogelijk is als het ook jets uitblaast; de fysica is niet goed begrepen, maar actieve sterrenstelsels met jets, vooral radio-luide, lijken in staat te zijn om materiaal veel sneller in het zwarte gat te sluizen. Het feit dat deze quasar zo helder is, vertelt ons dus iets over de omstandigheden rond zijn zwarte gat.
Kunstwerk met een verre quasar, een actief voedend superzwaar zwart gat in het centrum van een melkwegstelsel, dat stralen van materie en energie uitstraalt. Credit: ESO / M. Kornmesser
het huis van mevrouw Peregrine voor bijzondere kinderen
Bovendien bevinden zeer verre radioluide quasars zich meestal in gebieden van het heelal met meer materiaal dan normaal. Men denkt dat deze enorme wolken instorten om niet alleen sterrenstelsels te vormen, maar clusters van sterrenstelsels, dus het vinden van een radio-luide quasar zo ver weg kan ook leiden tot een beter begrip van hoe deze clusters zich vormen.
Niet alleen dat, maar in vergelijking met andere quasars zoals deze, is P172 ongeveer gemiddeld in radiovolume. We weten dat sommige veel krachtiger zijn, en dat betekent dat we waarschijnlijk nog meer van dit soort sterrenstelsels kunnen vinden die nog verder weg zijn! P172 heeft misschien het huidige afstandsrecord voor radioluide quasars, maar het is onwaarschijnlijk dat dat onderscheid lang zal worden vastgehouden. En hoe meer we vinden, hoe meer we het heelal begrijpen toen het nog geen 800 miljoen jaar oud was.
Ik hou er meestal niet van om over gebroken records te schrijven, omdat ze meestal gewoon weer worden verbroken. Maar deze is anders, aangezien a) het nuttig is wanneer een object als dit op grote afstand wordt gevonden, en 2) het feit dat het op deze afstand bestaat helemaal niet geeft aan dat er misschien nog veel meer zijn.
Het vinden van objecten op deze enorme afstanden is verschrikkelijk moeilijk werk omdat ze extreem zwak zijn en er zijn er niet te veel in de lucht. Het goede nieuws is dat deze ons vertelt dat we moeten blijven zoeken. Er zijn meer leuke dingen te vinden.
* Deze term is grappig. Radiogolven zijn een vorm van licht, geen geluid, en het is gebruikelijk dat mensen de twee door elkaar halen, omdat we radiogolven kunnen omzetten in geluid en er informatie over kunnen verzenden, zoals muziek of irritante, opgeblazen politieke weetjes. Erger nog, we noemen het apparaat waar we naar luisteren een radio, dus dit is een complete puinhoop. Astronomen helpen niet door te praten over radio-luide objecten. We zouden ze radio moeten noemen Helder , hoewel de hemel weet of dat minder verwarring zou veroorzaken.
