Pressemeddelelse

Fjerneste kvasar opdaget

29. juni 2011

Et hold europæiske astronomer har brugt ESO’s Very Large Telescope (VLT) og en række andre teleskoper til at opdage og undersøge den fjerneste kvasar, der til dato er fundet. Dette strålende fyrtårn, der får sin energi fra et sort hul, som er to milliarder gange tungere end Solen, er langt det mest lysstærke objekt, der endnu er opdaget i det tidlige univers. Resultaterne præsenteres i det nummer af tidskriftet Nature, der udkommer den 30. juni 2011.

”Denne kvasar er meget vigtig for at lære mere om det tidligere univers. Det er et meget sjældent objekt, der kan hjælpe os med at forstå, hvordan supertunge sorte huller voksede frem nogle få hundrede millioner år efter Big Bang,” siger Stephen Warren, der er leder af undersøgelsen.

Kvasarer er meget lysstærke, fjerne galakser, der menes at få deres energi fra supertunge sorte huller i deres centre. Deres enorme lysstyrke gør dem til strålende fyrtårne, der måske kan hjælpe med at undersøge den æra, hvor de første stjerner og galakser blev dannet. Den nyligt opdagede kvasar er så langt væk, at dens lys giver mulighed for at undersøge den sidste del af reioniserings-æraen [1].

Kvasaren, der netop er blevet fundet, kaldes ULAS J1120+0641 [2]. Den ses, som den var kun 770 millioner år efter Big Bang (rødforskydning 7,1 [3]). Det har taget dens lys 12,9 milliarder år at nå frem til os.

Selv om fjernere objekter er blevet fundet (som et gammaglimt ved rødforskydning 8,2, se eso0917, og en galakse ved rødforskydning 8,6, se eso1041, er den nyopdagede kvasar flere hundrede gange mere lysstærk end disse. Blandt objekter, der er klare nok til at blive studeret i detaljer, er dette uden tvivl det fjerneste.

Den kvasar, der ligger næstlængst væk, ses som den var 870 millioner år efter Big Bang (rødforskydning 6,4). Lignende objekter længere væk kan ikke findes ved eftersøgninger i synligt lys. Det skyldes, at deres lys, der er blevet strakt ud på grund af Universets udvidelse, hovedsageligt falder inden for den infrarøde del af spektret, når det når frem til Jorden. Det europæiske UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS), der anvender Storbritanniens  infrarøde teleskop [4] på Hawaii, er designet til at løse dette problem. Forskerholdet jagtede gennem millioner af objekter i UKIDSS’ database for at finde dem, der kunne være de længe eftersøgte fjerne kvasarer, og til sidst var der gevinst.

”Det tog os fem år at finde dette objekt,” forklarer Bram Venemans, en af forfatterne af undersøgelsen. ”Vi ledte efter en kvasar med en rødforskydning på mere end 6,5. At finde en, der er så langt væk, med en rødforskydning på mere end 7, var en spændende overraskelse. Med et dybt kig ind i reioniserings-æraen giver denne kvasar en enestående mulighed for at udforske et 100 millioner år stort vindue i kosmos’ historie, der tidligere var uden for rækkevidde.”

Afstanden til kvasaren blev bestemt gennem observationer med FORS2-instrumentet på ESO’s Very Large Telescope (VLT) og instrumenter på Gemini North-teleskopet [5]. Fordi objektet er relativt lysstærkt, er det muligt at lave et spektrum af det (hvilket indebærer at brede lyset fra objektet ud i dets forskellige farver). Denne teknik giver astronomerne mulighed for at finde ud af en masse om kvasaren.

Disse observationer viste, at det sorte hul, der befinder sig i midten af ULAS J1120+6441, er omkring to milliarder gange tungere end Solen. Denne meget store masse er svær at forklare så tidligt efter Big Bang. Gængse teorier for opbygningen af supertunge sorte huller beskriver en langsom opbygning af masse, i takt med at det kompakte objekt trækker stof ind fra dets omgivelser.

”Vi anslår, at der på hele himlen kun befinder sig i omegnen af 100 lysstærke kvasarer med en rødforskydning på mere end 7,” afslutter Daniel Mortlock, hovedforfatteren af undersøgelsen. ”Fundet af dette objekt krævede en omhyggelig eftersøgning, men det var umagen værd for at blive i stand til at løfte sløret for nogle af mysterierne i det tidlige univers.”

Noter

[1] Omkring 300.000 år efter Big Bang, der fandt sted for 13,7 milliarder år siden, var Universet kølet så meget ned, at elektroner og protoner kunne gå sammen og danne neutral brint (en gas uden elektrisk ladning). Denne kølige, mørke gas udfyldte Universet, indtil de første stjerner begyndte at blive dannet omtrent 100 til 150 millioner år senere. Deres intense ultraviolette stråling delte langsomt brintatomerne, så de igen blev til protoner og elektroner, en proces der kaldes reionisering, hvilket gjorde Universet mere gennemtrængeligt for ultraviolet lys. Det antages, at denne æra fandt sted mellem 150 og 800 millioner år efter Big Bang.

[2] Objektet blev opdaget ved hjælp af data fra UKIDSS Large Area Survey, forkortet ULAS. Numrene og forbogstavet ”J” refererer til kvasarens position på himlen.

[3] Fordi lyset rejser med en bestemt hastighed, kan astronomerne kigge tilbage i tiden i takt med, at de kigger længere ud i Universet. Det tog lyset fra ULAS J1120+0641 12,9 milliarder år at rejse til teleskoperne på Jorden, så kvasaren bliver set, som den var, da Universet kun var 770 millioner år gammelt. I løbet af disse 12,9 milliarder år har Universet udvidet sig, og derfor er lyset fra objektet blevet strakt ud. Kosmologisk rødforskydning, eller bare rødforskydning, er en måling af den totale udstrækning, som Universet har gennemgået mellem det tidspunkt, hvor lyset blev udsendt, og det tidspunkt, hvor det blev opfanget.

[4] UKIRT står for United Kingdom Infrared Telescope. Det er ejet af Storbritanniens Science and Technology Facilities Council og bliver drevet af staben ved Joint Astronomy Centre i Hilo, Hawaii.

[5] FORS2 er VLT’s FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph. Andre instrumenter, der blev brugt til at undersøge lyset fra objektet, var Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) og Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS). Liverpool-teleskopet, Isaac Newton-teleskopet og United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) blev også brugt til at bekræfte målinger fra undersøgelsen.

Mere information

Denne forskning præsenteres i en videnskabelig artikel, der udkommer i tidsskriftet Nature den 30. juni 2011.

Forskerholdet består af Daniel J. Mortlock (Imperial College London [Imperial], Storbritannien), Stephen J. Warren (Imperial), Bram P. Venemans (ESO, Garching, Tysklan), Mitesh Patel (Imperial), Paul C. Hewett (Institute of Astronomy [IoA], Cambridge, Storbritannien), Richard G. McMahon (IoA), Chris Simpson (Liverpool John Moores University, Storbritannien), Tom Theuns (Institute for Computational Cosmology, Durham, UK and University of Antwerp, Belgien), Eduardo A. Gonzáles-Solares (IoA), Andy Adamson (Joint Astronomy Centre, Hilo, USA), Simon Dye (Centre for Astronomy and Particle Theory, Nottingham, Storbritannien), Nigel C. Hambly (Institute for Astronomy, Edinburgh, Storbritannien), Paul Hirst (Gemini Observatory, Hilo, USA), Mike J. Irwin (IoA), Ernst Kuiper (Leiden Observatory, Holland), Andy Lawrence (Institute for Astronomy, Edinburgh, Storbritannien), Huub J. A. Röttgering (Leiden Observatory, Holland).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Den videnskabelige artikel
• Billeder af VLT

Kontakter

Daniel Mortlock
Astrophysics Group, Blackett Laboratory, Imperial College London
London, United Kingdom
Tel: +44 20 7594 7878
E-mail: d.mortlock@imperial.ac.uk

Bram Venemans
ESO Astronomer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6631
E-mail: bveneman@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1122 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.