Astronomowie odkrywają najjaśniejszy obiekt we Wszechświecie (wideo)
Najjaśniejszy obiekt, jaki kiedykolwiek zaobserwowano, znajduje się tak daleko poza zasięgiem swoich analogów, że astronomowie, którzy go odkryli, wierzą, że nigdy nie zostanie prześcignięty. Nic dziwnego, że pojawiają się poważne pytania o to, jak coś takiego może działać tak daleko od skali, do której jesteśmy przyzwyczajeni.
Wiadomo, że czarne dziury mają tak silne pola grawitacyjne, że nie możemy ich zobaczyć. Jednak ich dyski akrecyjne, w których materiały takie jak rozpadające się gwiazdy są obracane przed zużyciem, mogą być bardzo jasne. Dyski akrecyjne supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk sprawiają, że kwazary są najjaśniejszymi obiektami we Wszechświecie. Jedynym powodem, dla którego nie dominują one na naszym niebie jest to, że nie znajdują się w pobliżu – najbliższy kwazar ma 600 milionów lat.
To, jak jasne mogą być kwazary, pozostaje otwartym pytaniem, które zostało rozszerzone przez odkrycie J0529-4351 w Obserwatorium Siding Spring i potwierdzone przez obserwacje za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego. Jasność J0529-4351 jest podobna do jasności dwóch innych silnych kwazarów, J0100+2802 i J2157-3602, i znajduje się w podobnej odległości około 12 miliardów lat świetlnych. Jest jednak jedna duża różnica.
J0100+2802 i J2157-3602 mają soczewki grawitacyjne; w każdym przypadku bliższa galaktyka skupia swoje światło tak, że wydaje się znacznie jaśniejsza w naszej lokalizacji niż zwykle. Jeśli weźmiemy pod uwagę to soczewkowanie, te dwa kwazary, choć bardzo jasne, będą częścią głównej grupy jasnych kwazarów, które znajdujemy w procesie odkrywania.
Naukowcy, którzy odkryli J0529-4351, nie byli w stanie wykryć żadnego poważnego soczewkowania. O ile czegoś nie przeoczono, czyni go to co najmniej o rząd wielkości jaśniejszym niż jego pozornie podobne odpowiedniki, co stawia go daleko przed innymi kwazarami, nie mówiąc już o innych znanych nam obiektach.
“Jest to również najjaśniejszy znany obiekt we Wszechświecie. Jest 200 bilionów razy jaśniejszy od naszego Słońca” – powiedział w oświadczeniu dr Christian Wolfe z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego, dodając, że wątpi, by rekord ten został kiedykolwiek pobity. Alternatywne szacunki mówią o 500 trylionach, ale co oznacza 300 trylionów jasności Słońca między przyjaciółmi?
Zależność między jasnością kwazara a tempem przyrostu jego masy nie jest idealna. Czynniki takie jak kąt, pod którym go widzimy i prędkość obrotu otworu również odgrywają rolę. Niemniej jednak odkrywcy uważają, że mają wystarczająco dużo informacji, aby obliczyć tempo, w jakim ten potwór się żywi.
Niektóre jasne kwazary są zasilane przez gwiazdę o masie Słońca, która jest wciągana do ich dysku akrecyjnego i ostatecznie niszczona każdego roku. J0529-4351 prawdopodobnie robi to samo każdego dnia.
J0529-4351 nie jest najmasywniejszą czarną dziurą, jaką kiedykolwiek odkryto, ale przy masie 17 miliardów mas Słońca zdecydowanie nią jest. Pozorna sprzeczność między jej wyjątkową jasnością i bardziej konwencjonalną masą jest wyjaśniona jej wiekiem, ponieważ widzimy ją wcześniej po narodzinach Wszechświata niż niektóre porównywalne obiekty.
Z jednej strony oznacza to, że w momencie, w którym go widzimy, nie było czasu, aby urósł do rekordowych rozmiarów. Z drugiej strony, wskaźniki karmienia również mogły być wyższe. “W młodzieńczym Wszechświecie materia poruszała się chaotycznie i karmiła głodne czarne dziury. Obecnie gwiazdy poruszają się w uporządkowany sposób w bezpiecznych odległościach i rzadko wpadają w czarne dziury” – powiedziała profesor Rachel Webster z Uniwersytetu w Melbourne.
Przy tak dużej odległości nie możemy zobaczyć J0529-4351 w żadnych szczegółach, ale jej bliższe analogi dają nam kilka ważnych wskazówek. “To jak gigantyczna magnetyczna komora burzowa z temperaturą 10 000 stopni Celsjusza, błyskawicami wszędzie i wiatrem wiejącym tak szybko, że mógłby okrążyć Ziemię w ciągu sekundy” – powiedział Wolf. “Ta komora burzowa ma średnicę siedmiu lat świetlnych, co stanowi 50% więcej niż odległość od naszego Układu Słonecznego do następnej gwiazdy w Galaktyce, Alfa Centauri”.
Jasność pozorna J0529-4351 wynosi około 16 magnitudo, podobnie jak jasność Plutona w najdalszej części jego orbity. Oznacza to, że nowoczesne profesjonalne teleskopy z łatwością ją dostrzegą. Problem polega na zauważeniu, że jest to kwazar, a nie gwiazda w naszej galaktyce. Badania przeprowadzone za pomocą teleskopu kosmicznego Gaia nie zauważyły tego, ponieważ ich programy wyszukiwania AI zostały przeszkolone na znanych kwazarach i nie rozpoznały czegoś, co tak bardzo odbiegało od innych przykładów. “Ludzki astronom patrzący na widmo Gaia rozpoznaje kwazar i przesunięcie ku czerwieni na pierwszy rzut oka” – zauważają autorzy.
Współautor dr Christopher Onken powiedział: “To niespodzianka, która do tej pory pozostała niezauważona, biorąc pod uwagę to, co wiemy o wielu innych, mniej imponujących czarnych dziurach. Ukrywała się na widoku”.
