Billedkredit: SDSS
De mest kendte kvasarer viser, at nogle supermassive sorte huller dannedes, da universet kun var 6 procent af dets nuværende alder, eller omkring 700 millioner år efter big bang.
Hvordan sorte huller på flere milliarder solmasser dannet så hurtigt i det meget tidlige univers er et mysterium rejst af astronomer med Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De har opdaget 13 af de ældste, fjerneste kvasarer, der endnu er fundet.
”Vi håber på mindst at fordoble antallet i de næste tre år,” sagde Xiaohui Fan fra University of Arizona Steward Observatory i Tucson.
Fan ledet SDSS-teamet, der opdagede de fjerne kvasarer, som er kompakte, men lysende genstande, der menes at være drevet af supermassive sorte huller. Den fjerneste kvasar, i stjernebilledet Ursa Major, er cirka 13 milliarder lysår væk.
De mest gamle kvasarer rejser andre fristende spørgsmål om det tidlige univers. Fan talte om det i dag (13. februar) på American Association for the Advancement of Science årsmøde i Seattle.
Spædbarnsuniverset var brint og helium.
”Men vi ser en masse andre elementer omkring de tidlige kvasarer,” sagde Fan. ”Vi ser tegn på kulstof, nitrogen, jern og andre elementer, og det er ikke klart, hvordan disse elementer kom dertil. Der er lige så meget jern, der står i forhold til befolkningen i de tidlige systemer, som der er i modne galakser i nærheden. ”
Astronomer estimerer universets nuværende alder til 13,7 milliarder år. Kvasarer i det tidlige univers så lige så modne ud som nærliggende galakser, som ligesom Mælkevejen dannede et par milliarder år efter big bang.
Radioastronomer, der samarbejdede med SDSS-forskere, opdagede også kulilte, en nøglekomponent i molekylære skyer, nær de gamle kvasarer.
Alt dette tyder på, at de første modne galakser dannede sig lige sammen med de gamle supermassive sorte huller i det meget tidlige univers.
Selvom kosmologer ikke er i panik, er de nødt til at forfine teorien for at afklare, hvad der foregår.
Fan og hans kolleger mener, at de ældste kvasarer kan bruges til at undersøge afslutningen på den kosmiske mørke alder og begyndelsen på den kosmiske renæssance.
I såkaldte kosmiske mørke tider var universet et koldt, uigennemsigtigt sted uden stjerner. Derefter kom en kritisk fase, hvor universet gennemgik en hurtig overgang. De første galakser og kvasarer dannet i den kosmiske renæssance og opvarmede universet, så det blev det sted, vi ser i dag.
Fan og hans kolleger mener, at nogle af deres ældste kendte kvasarer kan spænde over den kritiske overgang.
”Vores observationer antyder, at det, vi kan se under denne overgang, er at atomisk brint bliver fuldstændigt ioniseret. Denne ioniseringsproces var en af de vigtige processer, der foregik i løbet af de første 1 milliard år. ”
Aktuelle observationer er lige begyndt at afsløre, hvornår og hvordan denne ioniseringsproces forekom. Data fra fjerne kvasarer kombineret med andre beviser, såsom fra den kosmiske mikrobølgebakgrund, som er relikationsstråling fra big bang, vil begynde at teste teori om, hvordan de første galakser optrådte i universet, sagde Fan.
Det kan tage det store teleskop med stor blænde, NASAs 6,5 meter James Webb-rumteleskop, for virkelig at udforske, hvad der skete mellem den kosmiske mørke alder og den kosmiske renæssance, sagde Fan.
Optiske / infrarøde jordbaserede teleskoper kan ikke registrere objekter, der er rødskiftet meget ud over 6,5, bemærkede Fan. Vanddamp i Jordens atmosfære absorberer længere infrarøde bølgelængder, så det vil tage et rumbaseret teleskop, sandsynligvis med en åbning større end NASA Spitzer-teleskopet, der nu kredser rundt Jorden, for at studere genstande på rødskift 7, 8 eller 10 i detalje, sagde Fan.
(Såkaldt rødskift er et fænomen, der er proportional med hastigheden af et himmelobjekt, der hastes væk fra Jorden. Linjerne i sit spektrum skifter mod længere, røde bølgelængder. Astronomer mener nu, at de fjerneste objekter trækker sig tilbage fra Jorden med de højeste hastigheder, så jo længere væk et objekt er, jo større er det omskift.)
Original kilde: UA News Release
