Komunikat prasowy

Zadziwiające ułożenie kwazarów na miliardach lat świetlnych

VLT odkrył zależności pomiędzy orientacją osi obrotu supermasywnych czarnych dziur, a wielkoskalową strukturą Wszechświata

19 listopada 2014

Nowe obserwacje z teleskopu VLT w Chile dotyczą orientacji w przestrzeni największych struktur we Wszechświecie. Europejski zespół badawczy odkrył, że osie obrotu centralnych supermasywnych czarnych dziur w zbadanych kwazarach są do siebie równolegle na dystansach miliardów lat świetlnych. Okazało się także, że osie obrotu kwazarów zazwyczaj są zgodne z olbrzymimi strukturami kosmicznej sieci, w których obiekty te się znajdują.

Kwazary to galaktyki z bardzo aktywnymi supermasywnymi czarnymi dziurami w swoich centrach. Czarne dziury są otoczone obracającymi się dyskami bardzo gorącej materii, z których często wzdłuż osi obrotu wystrzeliwują długie dżety. Kwazary mogą świecić jaśniej niż zebrane razem wszystkie gwiazdy w ich galaktykach macierzystych.

Zespół naukowców, którym kierował Damien Hutsemékers z University of Liège w Belgii, użył instrumentu FORS na teleskopie VLT do zbadania 93 kwazarów, o których wiadomo było, że tworzą duże skupiska rozciągnięte na miliardy lat świetlnych i są widoczne w czasie, gdy Wszechświat miał około jedną trzecią obecnego wieku.

Pierwszą dziwną rzeczą, którą zauważyliśmy, było to, iż niektóre osie rotacji kwazarów są zgodne ze sobą – pomimo faktu, że obiekty te oddzielają miliardy lat świetlnych” powiedział Hutsemékers.

Zespół zbadał sprawę dokładniej i sprawdził czy osie rotacji są także związane z wielkoskalowymi strukturami we Wszechświecie w tamtych czasach.

Astronomiczne obserwacje rozmieszczenia galaktyk w skalach miliardów lat świetlnych pokazują, że obiekty te nie są usytuowane równomiernie. Zamiast tego tworzą kosmiczną sieć włókien i zgrupowań wokół olbrzymich pustek, w których galaktyki są rzadkością. To intrygujące i piękne rozmieszczenie materii jest znane jako wielkoskalowa struktura Wszechświata.

Nowe dane z VLT wskazują, że osie obrotu kwazarów wydają się być równoległe do wielkoskalowych struktur, w których kwazary się znajdują. Jeśli kwazary są w długich włóknach, to oś obrotu centralnych czarnych dziur jest skierowana wzdłuż włókna. Badacze oszacowali, że prawdopodobieństwo takiego usytuowania na skutek przypadku wynosi mniej niż 1%.

„Korelacja pomiędzy orientacją kwazarów w przestrzeni, a strukturami, do których należą, jest ważnym przewidywaniem numerycznych modeli ewolucji Wszechświata. Nasze dane dostarczają pierwszego obserwacyjnego potwierdzenia tego efektu w skalach znacznie większych niż obserwowano do tej pory w przypadku zwykłych galaktyk” dodaje Dominique Sluse z Argelander-Institut für Astronomie w Bonn, Niemczy oraz z University of Liège.

Zespół nie obserwował osi obrotu, ani dżetów kwazarów bezpośrednio. Zamiast tego mierzono polaryzację światła pochodzącego od każdego z kwazarów. Dla 19 z nich okazało się one znacząco spolaryzowane. Kierunek polaryzacji, w połączeniu z innymi informacjami, może zostać użyty do ustalenia kąta nachylenia dysku akrecyjnego i tym samym kierunku osi obrotu kwazara.

„Zgodne ułożenie w nowych danych w skalach większych niż dotychczasowe przewidywania na podstawie symulacji, może być wskazówką na brakujący składnik w naszych obecnych modelach Kosmosu” podsumowuje Dominique Sluse.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “Alignment of quasar polarizations with large-scale structures“, D. Hutsemékers et al., który ukaże się 19 listopada 2014 r. w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: D. Hutsemékers (Institut d’Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège, Liège, Belgia), L. Braibant (Liège), V. Pelgrims (Liège) oraz D. Sluse (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Niemcy; Liège).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Damien Hutsemékers
Institut d’Astrophysique et de Géophysique — Université de Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 4 366 9760
E-mail: hutsemekers@astro.ulg.ac.be

Dominique Sluse
Institut d'Astrophysique et de Géophysique — Université de Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 4 366 9797
E-mail: dsluse@ulg.ac.be

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych