Komunikat prasowy

Najjaśniejszy i najszybciej rosnący: astronomowie zidentyfikowali rekordowego kwazara

19 lutego 2024

Przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), astronomowie uzyskali charakterystyki jasnego kwazara. Okazało się, że nie tylko jest najjaśniejszy w swojej kategorii, ale na dodatek jest to obiekt święcący najjaśniej z kiedykolwiek zaobserwowanych. Kwazary to jasne jądra odległych galaktyk zasilane przez supermasywne czarne dziury. Czarna dziura w rekordowym kwazarze zwiększa swoją masę o odpowiednik jednego Słońca dziennie, jest więc najszybciej rosnącą czarną dziurą.

Czarne dziury zasilające kwazary zbierają materię ze swojego otoczenia w procesie tak energetycznym, że emituje olbrzymie ilości światła. Tak wielkie, że kwazary są jednymi z najjaśniejszych obiektów w kosmosie, co oznacza, że nawet odległe kwazary są widoczne z Ziemi. Ogólna zasada jest taka, że im najjaśniejsze kwazary wskazują na najszybciej rosnące supermasywne czarne dziury.

„Odkryliśmy najszybciej rosnącą czarną dziurą ze znanych do tej pory. Ma masę 17 miliardów słońc i „zjada” ponad jedno Słońce na dzień. Czyni ją to najjaśniejszym obiektem w znanym Wszechświecie” mówi Christian Wolf, astronom z Australian National University (ANU), pierwszy autor artykułu opublikowanego dzisiaj w Nature Astronomy. Kwazar o nazwie J0529-4351 jest tak daleko od Ziemi, że jego światło potrzebuje ponad 12 miliardów lat na dotarcie do nas.

Materia jest przyciągana w stronę czarnej dziury w formie dysku, emituje tak dużo energii, że J0529-4351 jest 500 bilionów razy jaśniejszy od Słońca [1]. „Całe to światło pochodzi od gorącego dysku akrecyjnego, który mierzy siedem lat świetlnych średnicy – musi to być największy dysk akrecyjny we Wszechświecie”, wskazuje doktorant ANU oraz współautor Samuel Lai. Kilka lat świetlnych to około 15 000 razy więcej niż dystans od Słońca do orbity Neptuna.

I co niezwykłe, ten rekordowy kwazar skrywał się na widoku. „Zaskakujące, że pozostawał nieznany do dzisiaj, podczas gdy znamy około miliona mniej imponujących kwazarów. Dosłownie patrzył nam w oczy” tłumaczy współautor Christopher Onken, astronom z ANU. Dodaje, że obiekt ten był widoczny na zdjęciach z ESO Schmidt Southern Sky Survey nawet cofając się do 1980 roku, ale przez kilkadziesiąt lat nie został zidentyfikowany jako kwazar

Poszukiwanie kwazarów wymaga precyzyjnych danych obserwacyjnych z dużych obszarów nieba. Wynikowe zestawy danych są tak ogromne, że naukowcy często korzystają z modeli uczenia maszynowego do analizy i odróżnienia kwazarów od innych obiektów niebieskich. Jednak modele te są trenowane na istniejących danych, które ograniczają potencjalnych kandydatów do obiektów już wcześniej znanych. Jeśli nowych kwazar jest jaśniejszy niż inne wcześniej obserwowane, program może odrzucić taki przypadek i sklasyfikować go jako gwiazdę niezbyt odległą od Ziemi.

Automatyczne analizy danych z satelity Gaia, należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej, stwierdziły, że obiekt J0529-4351 jest zbyt jasny na kwazara i zasugerowały, że to gwiazda. Badacze zidentyfikowali go jako kwazara w ubiegłym roku, korzystając z obserwacji 2,3-metrowego teleskopu ANU w Siding Spring Observatory w Australii. Odkrycie, że to najjaśniejszy zaobserwowany w historii kwazar wymagało jednak większego teleskopu i pomiarów przy pomocy bardziej precyzyjnego instrumentu. Kluczowych danych dostarczył spektrograf X-shooter na należącymn do ESO teleskopie VLT na chilijskiej pustyni Atakama.

Najszybiej rosnąca czarna dziura spośród zaobserwowanych do tej pory będzie także idealnym celem dla GRAVITY+, modernizacji interferometru VLT (VLTI), zaprojektowanej do dokładnego pomiaru mas czarnych dziur, w tym tych położonych daleko od Ziemi. Co więcej, Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), 39-metrowy teleskop budowany przez ESO na chilijskiej pustyni Atakama, uczyni rozpoznawanie i uzyskiwanie charakterystyk takich nieuchwytnych obiektów jeszcze bardziej dostępnym.

Wykrywanie i badanie odległych supermasywnych czarnych dziur może rzucić światło na niektóre z zagadek wczesnego Wszechświata, w tym na kwestię, jak formowały się i ewoluowały czarne dziury i ich galaktyki macierzyste. Ale to nie jedyny powód, dla którego Wolf bada te obiekty. „Osobiście bardzo lubię poszukiwania”, wskazuje. „Przez kilka minut dziennie czuję się ponownie jak dziecko bawiące się w poszukiwanie skarbów ,a teraz kładę na stół wszystko, czego się od tamtej pory nauczyłem.”

Uwagi

[1] Kilka lat temu NASA i Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) raportowały, że Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył kwazar J043947.08+163415.7 o jasności 600 bilionów słońc. Jednak jasność kwazara zastała powiększona przez soczewkującą galaktykę, położoną pomiędzy nami, a kwazarem. Faktyczna moc promieniowania (luminosity) J043947.08+163415.7 jest szacowana na około 11 bilionów słońc.

Więcej informacji

Wyniki badań opublikowano w artykule pt. „The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole”, który ukaże się w Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-024-02195-x).

Skład zespołu badawczego: Christian Wolf (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Australia [ANU] and Centre for Gravitational Astrophysics, Australian National University, Australia [CGA]), Samuel Lai (ANU), Christopher A. Onken (ANU), Neelesh Amrutha (ANU), Fuyan Bian (European Southern Observatory, Chile), Wei Jeat Hon (School of Physics, University of Melbourne, Australia [Melbourne]), Patrick Tisserand (Sorbonne Universités, CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris, France) oraz Rachel L. Webster (Melbourne).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT
• Dowiedz się więcej o Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT) na naszej dedykowanej witrynie internetowej i w zestawie prasowym
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj aby otrzymywać w s woim języku nasze komunikaty prasowe z embargo medialnym
• Dla naukowców: masz ciekawy temat? Zgłoś swoje badania

Kontakt

Christian Wolf
Australian National University
Canberra, Australia
Tel.: +61(02)-61256373
Tel. kom.: +61(0)415330371
E-mail: christian.wolf@anu.edu.au

Samuel Lai
Australian National University
Canberra, Australia
Tel. kom.: +61 (0) 493418898
E-mail: samuel.lai@anu.edu.au

Christopher Onken
Australian National University
Canberra, Australia
Tel.: +61(0) 26125 8039
E-mail: christopher.onken@anu.edu.au

Rachel L. Webster (study co-author)
University of Melbourne
Melbourne, Australia
Tel. kom.: +61(0) 425863209
E-mail: r.webster@unimelb.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (press contact Polska)
ESO Science Outreach Network and Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
Email: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2402