Astronoomide ja kosmoloogide seas on hästi teada tõsiasi, et mida kaugemale Universumisse vaatate, seda kaugemale ajas näete. Ja mida lähemal astronoomid on võimelised nägema 13,8 miljardit aastat tagasi aset leidnud Suurt Pauku, seda huvitavamaks avastused kipuvad minema. Just need leiud õpetavad meile kõige rohkem Universumi varasemate perioodide ja selle edasise arengu kohta.
Näiteks teadlased, kes kasutasid lairiba infrapuna-uuringu uurijat (WISE) ja Magellani teleskoope, vaatasid hiljuti varaseimat ülimaitsvat musta auku (SMBH). Avastamismeeskonna uuringu kohaselt on see must auk umbes 800 miljonit korda suurem kui meie Päike ja asub Maast enam kui 13 miljardi valgusaasta kaugusel. See teeb SMBH-st kõige kaugema ja noorima, mida ta seni on täheldanud.
Uuring pealkirjaga “800-miljoniline päikesemassi must auk märkimisväärselt neutraalses universumis punase nihkega 7,5” ilmus hiljuti ajakirjas Loodus. Carnegie Teadusinstituudi teaduri Eduardo Bañadose juhitud meeskonda kuulusid NASA reaktiivmootorite laboratooriumi laboratooriumi, Max Plancki astronoomiainstituudi, Kavli astronoomia- ja astrofüüsikainstituudi, Las Cumbrese observatooriumi ja mitme ülikooli liikmed.
Nagu teistegi SMBH-de puhul, on ka see konkreetne avastus (tähisega J1342 + 0928) kvaasar - üli eredate objektide klass, mis koosneb massiivse galaktika keskpunktis olevast mustast august. Objekt avastati kaugete objektide vaatluse käigus, mis ühendas WISE missiooni infrapunaandmed maapealsete uuringutega. Seejärel jälgis meeskond Tšiilis Carnegie observatooriumi Magellani teleskoopide andmeid.
Nagu kõigi kaugete kosmoloogiliste objektide puhul, määrati J1342 + 0928 kaugus punanihke mõõtmise teel. Mõõtes, kui palju mingi objekti valguse lainepikkust enne Maa jõudmist Universumi paisumine venitab, on astronoomidel võimalik kindlaks teha, kui kaugele ta siia jõudmiseks pidi sõitma. Sel juhul oli kvaasari punanihk 7,54, mis tähendab, et selle valguse jõudmiseks meieni kulus rohkem kui 13 miljardit aastat.
Nagu selgitas Arizona ülikooli Stewardi observatooriumi Xiaohui fänn (ja uuringu kaasautor) Carnegie pressiteates:
“See suur vahemaa muudab sellised objektid Maalt vaadates äärmiselt nõrgaks. Varased kvaasarid on taevas ka väga haruldased. Vaatamata ulatuslikele otsimistele oli teadaolevalt ainult üks kvaasar punasest nihkest suurem kui seitse enne seda. "
Vanust ja massi arvestades oli selle kvasari avastamine uurimisrühma jaoks üsna üllatus. Nagu NASA pressiteates osutas NASA reaktiivmootorite laboratooriumi astrofüüsik ja uuringu kaasautor Daniel Stern: “See must auk kasvas tunduvalt suuremaks, kui me eeldasime vaid 690 miljonit aastat pärast suurt pauku, mis seab meie väljakutse teooriaid mustade aukude moodustumise kohta. ”
Sisuliselt eksisteeris see kvasar ajal, mil Universum oli alles hakanud tekkima sellest, mida kosmoloogid nimetavad „pimedaks ajastuks“. Sel perioodil, mis algas umbes 380 000 aastat kuni 150 miljonit aastat pärast Suurt Pauku, olid enamus Universumi footonitest interaktsioonis elektronide ja prootonitega. Selle tulemusena on selle perioodi kiirgus meie praeguste instrumentide abil tuvastamatu - sellest ka nimi.
Universum püsis selles olekus ilma helendavate allikateta, kuni gravitatsioon kondenseeris aine esimesteks tähtedeks ja galaktikateks. Seda perioodi tuntakse kui "reinozation Epoch", mis kestis 150 miljonit kuni 1 miljard aastat pärast Suurt Pauku ja mida iseloomustasid esimesed tähed, galaktikad ja kvaasarid. Seda nimetatakse sellepärast, et nende iidsete galaktikate vabastatud energia põhjustas Universumi neutraalse vesiniku erutuse ja ioniseerumise.
Kui Universum sai reioniseeritud, võisid footonid vabalt kogu kosmoses liikuda ja Universum sai ametlikult valguse suhtes läbipaistvaks. See teebki selle kvasari avastamise nii huvitavaks. Nagu meeskond täheldas, on suur osa seda ümbritsevast vesinikust neutraalne, mis tähendab, et see pole mitte ainult kõige kaugem kvaasar, mida eales täheldatud, vaid ka ainus näide kvaasarist, mis eksisteeris enne Universumi reioniseerimist.
Teisisõnu, J1342 + 0928 eksisteeris universumi olulisel üleminekuperioodil, mis on tõenäoliselt üks praegusi astrofüüsika piire. Justkui sellest ei piisa, segas meeskonda ka objekti mass. Selleks, et must auk oleks sellel universumi varasel perioodil nii massiivseks muutunud, peaksid sellise kiire kasvu võimaldamiseks olema eritingimused.
Millised need tingimused on, jääb siiski saladuseks. Ükskõik, mis juhtub, näib, et see äsja leitud SMBH tarbib ainet galaktika keskpunktis hämmastava kiirusega. Ja kuigi selle avastus on tekitanud palju küsimusi, on oodata, et tulevaste teleskoopide kasutuselevõtt paljastaks selle kvaasi ja selle kosmoloogilise perioodi kohta rohkem. Nagu Stern ütles:
"Kuna praegu ehitatakse mitu järgmise põlvkonna veelgi tundlikumat rajatist, võime lähiaastatel oodata väga põnevaid avastusi juba varakult universumis."
Nende järgmise põlvkonna missioonide hulka kuuluvad Euroopa Kosmoseagentuuri Euclid missioon ja NASA laiuvälja infrapuna-uuringute teleskoop (WFIRST). Kui Euclid uurib objekte, mis asusid minevikus 10 miljardit aastat, et mõõta, kuidas tume energia mõjus kosmilisele evolutsioonile, siis WFIRST teostab ulatuslike infrapuna-uuringutega miljard galaktikast tuleva valguse mõõtmiseks.
Eeldatakse, et mõlemad missioonid paljastavad rohkem objekte, näiteks J1342 + 0928. Praegu ennustavad teadlased, et taevas on vaid 20–100 kvaasari, mis on nii eredad ja nii kauged kui J1342 + 0928. Sellisena olid nad selle avastusega kõige rohkem rahul, kuna loodetavasti pakub see meile universumi kohta põhjalikku teavet, kui see oli vaid 5% tema praegusest vanusest.
