Astronomo confuso dalla sua scoperta del potente quasar dall'universo primordiale

Un nuovo buco nero supermassiccio, distante 13 miliardi di anni luce dalla Terra, potrebbe alla fine fornirci preziose informazioni sulla formazione dell'universo. Nel frattempo, per lo più confonde Eduardo Bañados - l'astronomo dell'Osservatorio della Carnegie Institution che lo ha trovato. Descrive il suo perplesso lavoro questa settimana in un paio di giornali in Giornale astrofisico e Lettere di rivista astrofisica.

"Ci sono forse 200 quasar che si trovano a distanze simili, ma la particolarità di questo oggetto è che è estremamente luminoso nelle onde radio", ha detto Bañados. Inverso. Un quasar è una galassia con un buco nero supermassiccio al centro che succhia costantemente e sputa detriti stellari sotto forma di particelle ad alta energia. Quelle particelle, che si avvicinano alla velocità della luce, sono così calde che di solito emettono molta luce e onde radio, che appaiono molto luminose dalla Terra. Ma questo era in modo anomalo.

"Ad essere sincero, all'inizio non credevo che questo venisse dal quasar", afferma Bañados. "Era troppo forte. Non avevo mai visto un emettitore radio così potente quando l'universo era così giovane. "Secondo lui, è il più brillante quasar dell'universo primitivo un fattore di dieci.

Il fatto che le onde radio emanate da questo buco nero supermassiccio - che forma un quasar etichettato PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) insieme alla galassia tirata nella sua orbita - siano insolitamente "rumorose" o "luminose" significa che il lo stesso quasar era atipicamente denso e attivo per qualcosa che esisteva all'inizio della formazione dell'universo. Durante il primo miliardo di anni - l'epoca della reionizzazione - stelle giganti da 30 a 300 volte le dimensioni del nostro sole iniziarono a illuminare la vasta oscurità e, nel processo, rienergizzarono gran parte del gas di idrogeno inerte che stava fluttuando fuori dal Big Bang. P352-15 potrebbe avere un livello di luminosità comparabile a quelle stelle, ma è molto più grande di 300 volte il nostro sole.

"Come si può formare un buco nero supermassiccio che è come un miliardo di volte la massa del sole in meno di un miliardo di anni?" Bañados continua a chiedersi. "È davvero difficile."

Dopo aver trovato il quasar, i Bañados hanno collaborato con Emmanuel Momjian dell'Osservatorio Nazionale di Astronomia Radio (NRAO) a Socorro, nel Nuovo Messico, per utilizzare il Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation per ottenere una visione migliore di qualsiasi cosa P352- 15 in realtà è (o era). I risultati di quel lavoro sono stati pubblicati questa settimana nel Giornale astrofisico e Lettere di rivista astrofisica.

Con un po 'di lavoro, la VLBA ha prodotto una visualizzazione radiosa del quasar, che ha tre componenti principali con alcune caratteristiche distinte. La distanza totale tra questi tre componenti è di circa 5.000 anni luce. "Croccante", qui, è relativo; il tuo chilometraggio può variare.

Lui ei suoi colleghi hanno due idee su cosa potrebbe succedere con P352-15. In una interpretazione, stanno vedendo un nucleo luminoso al buco nero supermassiccio al centro, con due altre parti visibili che sono i getti di particelle che sta producendo direzione in direzioni opposte l'una dall'altra. In un'altra vista, l'anima del buco nero è su un lato ei due getti di particelle si muovono nella stessa direzione, in modo concentrico.

Il team spera che sia quest'ultimo caso perché significa che potrebbero potenzialmente osservare questo jet unilaterale mentre si espande per diversi anni. "Questo quasar potrebbe essere l'oggetto più distante in cui potremmo misurare la velocità di un tale jet", ha detto Momjian in una dichiarazione preparata.

Nonostante il fatto che i quasar siano per definizione la combinazione di un buco nero supermassiccio e della galassia che consuma - e che i buchi neri espellere getti di particelle emettitori di particelle alla velocità della luce - solo circa il 10% dei quasar, questo uno incluso, sono forti emettitori di radio. Almeno in questo momento, nessuno nel campo sa perché.

"Questo è un campo di ricerca molto attivo e non abbiamo ancora una risposta precisa", afferma Bañados. "Ogni volta che troviamo un sistema con quasar è un puzzle. Non sappiamo come formarli."

Andando avanti, il gruppo spera di usare questo nuovo quasar per investigare "il ruolo dei radiogetti per la formazione e la crescita dei buchi neri supermassicci" - che è come si esprimerebbe ad un'istituzione che concede sovvenzioni il fatto inquietante che P352-15 scopa totalmente come gli astrofisici pensavano che questi oggetti celesti si fossero formati.

"Questo jet deve essere di circa 10.000 anni vecchio", dice Bañados, "che sembra molto per noi, ma formare un buco nero supermassiccio in meno di 10.000 anni è una grande sfida per la teoria dei buchi neri supermassicci. ”

Quindi, questo nuovo quasar potrebbe dirci molto su come si è formato il giovane universo o su cosa stava succedendo in quei primi miliardi di anni dopo il big bang, ma potrebbe anche semplicemente sconvolgere ciò che pensavamo di sapere.

"Ci sono molte cose che non conosciamo e a volte le persone guardano gli scienziati e pensano, 'Oh, dovrebbero sapere tutte le risposte'", dice Bañados, "ma è per questo che facciamo ricerca".

"Quando lo facciamo, la maggior parte delle volte, invece di trovare risposte, troviamo più domande".