Lehdistötiedote

Tutkijat ovat löytäneet kaikkein kaukaisimman kvasaarin, jolla on voimakkaat radiosuihkut

8. maaliskuuta 2021

Tähtitieteilijät ovat Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope kaukoputken (ESO:n VLT) avulla löytäneet ja tutkineet tarkasti tähän mennessä kaukaisinta tiedossa olevaa radiosäteilyn lähdettä. Kohde on ”radiokirkas (radio-loud)” kvasaari, joka on kirkas radiolähde, jolla on voimakkaat radiosuihkut. Kohde on niin kaukana, että sen valolta on kestänyt 13 miljardia vuotta saavuttaa meidät. Löytö voi antaa tärkeitä vihjeitä, jotka auttavat tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin varhaista maailmankaikkeutta.

Kvasaarit ovat hyvin kirkkaita kohteita, jotka sijaitsevat joidenkin galaksien keskustoissa ja saavat energiansa supermassiivisista mustista aukoista. Mustan aukon imiessä ympäröivää kaasua vapautuu energiaa, jolloin tähtitieteilijät voivat havaita niitä myös silloin, kun ne ovat hyvin kaukana.

Hiljattain löydetty kvasaari, lempinimeltään P172+18, on niin kaukana, että sen valo on kulkenut noin 13 miljardia vuotta päästäkseen perille. Näemme kohteen sellaisena kuin se oli, kun maailmankaikkeus oli vain noin 780 miljoonaa vuotta vanha. Vaikka kaukaisempia kvasaareja onkin löydetty, niin tämä on ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat pystyneet erottamaan kvasaarin radiosuihkut näin varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuden historiaa. Vain noin 10 prosentilla kvasaareista, jotka tähtitieteilijät luokittelevat ”radiokirkkaiksi (radio-loud)” on suihkut, jotka ovat radiotaajuuksilla [1] kirkkaita.

P172+18:n energianlähteenä on musta aukko, joka on noin 300 miljoonaa kertaa massiivisempi kuin Aurinko, ja kuluttaa kaasua hämmästyttävällä vauhdilla. ”Musta aukko syö ainetta hyvin nopeasti ja kasvattaa massaansa yhdellä korkeimmista koskaan havaituista määristä”, tähtitieteilijä Chiara Mazzucchelli kertoi. Chiara on ESO Fellow Chilessä, ja hän johti tutkimusta yhdessä Eduardo Bañadosin kanssa Saksan Max Planck-tähtitieteen instituutista.

Tähtitieteilijät arvelevat, että supermassiivisten mustien aukkojen nopean kasvun ja P172+18:n kaltaisissa kvasaareissa havaittujen voimakkaiden radiosuihkujen välillä on olemassa yhteys. Suihkujen arvellaan pystyvän häiritsemään mustan aukon ympärillä olevaa kaasua, mikä puolestaan lisää vauhtia, jolla kaasu putoaa mustaan aukkoon. Siksi radiokirkkaiden kvasaarien tutkiminen voi paljastaa, miten varhaisen maailmankaikkeuden mustat aukot kasvoivat supermassiivisiksi niin nopeasti alkuräjähdyksen jälkeen.

”On erittäin jännittävää löytää 'uusia' mustia aukkoja ensimmäistä kertaa ja tuoda mukaan vielä yksi rakennuspalikka varhaisen maailmankaikkeuden ymmärtämiseksi, ja sen selvittämiseksi mistä me lopulta oikein tulemme”, Mazzucchelli sanoi.

P172+18 tunnistettiin ensimmäisen kerran kaukaiseksi kvasaariksi Magellan-teleskoopin avulla Las Campanasin observatoriossa Chilessä, jolloin kohdetta havaitsivat Bañados ja Mazzucchelli. ”Heti kun saimme datan käsiimme kävimme sen pikaisesti läpi, ja tiesimme heti, että olimme löytäneet tähän mennessä kaukaisimman radiokirkkaan kvasaarin”, Bañados sanoi.

Lyhyen havaintoajan vuoksi tutkimusryhmä ei saanut kerättyä tarpeeksi dataa kohteen yksityiskohtaiseen tutkimiseen. Löytöä seurasi joukko eri teleskoopeilla tehtyjä havaintoja, sisältäen ESO:n VLT:ssä olevan X-shooter-instrumentin havainnot. Näiden avulla he pystyivät selvittämään lisää  kvasaarin ominaisuuksia, kuten kohteen musta aukon massan ja kuinka nopeasti se nielee ainetta ympäristöstään. Muita tutkimuksessa mukana olleita teleskooppeja olivat muun muassa Yhdysvaltojen National Radio Astronomy Observatorion Very Large Array ja Keck-teleskooppi.

Tutkimus julkaistaan pian Astrophysical Journal julkaisussa. Vaikka tiimi on innoissaan löydöstään, he uskovat, että tämä radiokirkas kvasaari voi olla ensimmäinen monista tulevaisuudessa löytyvistä kvasaareista, jotka voivat olla jopa vielä suuremmilla kosmologisilla etäisyyksillä. ”Tämä löytö tekee minusta optimistisen ja uskon sekä toivon, että etäisyysennätys rikkoutuu pian”, Bañados sanoi.

Tulevat havainnot esimerkiksi ALMA:lla, jossa ESO on yhtenä kumppanina, tai ESO:n tulevan Erittäin suuren teleskoopin (ELT) avulla, voivat auttaa paljastamaan lisää näiden varhaisen maailmankaikkeuden kohteiden salaisuuksista.

Lisähuomiot

[1] Radioaaltojen taajuudet ovat 30 Hz ja 300 GHz välillä

Lisätietoa

Tämä tutkimus esiteltiin artikkelissa “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82”, joka ilmestyy 'The Astrophysical Journal'-julkaisussa.

Tutkimusryhmässä mukana olivat: Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Saksa, ja The Observatories of the Carnegie Institution for Science, USA), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], USA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, USA), Irham Taufik Andika (MPIA ja International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics at the University of Heidelberg, Saksa), Aaron J. Barth (Department of Physics ja and Astronomy, University of California, Irvine, USA), Chris Carilli (NRAO and Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, UK), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Italia), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Saksa), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, USA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Italia ja INAF Bologna), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, USA ja MPIA) ja Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, USA).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Irlanti, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. Paranalilla ESO tulee myös hallinnoimaan ja operoimaan eteläistä Tšerenkov-teleskooppien verkostoa (Cherenkov Telescope Array South), joka on maailman suurin ja herkin gammasäteilyä havainnoiva observatorio. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Lisätietoja ELT:stä
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Chiara Mazzucchelli
European Southern Observatory
Vitacura, Chile
Sähköposti: Chiara.Mazzucchelli@eso.org

Eduardo Bañados
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Sähköposti: banados@mpia.de

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media