Objeven nejvzdálenější kvasar s mohutnými rádiovými výtrysky

Kvasary jsou velmi aktivní a jasná jádra některých galaxií, kterým energii dodává superhmotná černá díra. Černá díra vtahuje okolní plyn a při tom se uvolňuje ohromné množství energie, která astronomům umožňuje tyto objekty pozorovat dokonce i na velmi velké vzdálenosti.

Nově objevený kvasar s označením P172+18 je natolik vzdálený, že jeho světlu trvalo asi 13 miliard let, než doletělo až k nám. To znamená, že tento objekt pozorujeme tak, jak vypadal v době, kdy byl vesmír pouhých 780 milionů let starý. I když jsou známy i vzdálenější kvasary, byli astronomové v tomto případě poprvé schopni identifikovat neklamné známky rádiových výtrysků (jetů) v takto rané fázi vývoje vesmíru. Pouze asi 10 % kvasarů – které astronomové označují jako rádiově hlasité – má výtrysky, které intenzivně vyzařují na rádiových vlnách elektromagnetického záření [1].       

Kvasaru P172+18 dodává energii černá díra o hmotnosti asi 300 milionů Sluncí, která enormní rychlostí pohlcuje okolní plyn. „Tato černá díra velmi rychle požírá hmotu, nabírá na hmotnosti jednou z nejvyšších rychlostí, jaká kdy byla pozorována,“ vysvětluje astronomka Chiara Mazzucchelli (ESO, Chile), která společně s kolegou Eduardem Bañadosem (Max Planck Institute for Astronomy in Germany) vedla výzkum, při němž byl objekt nalezen.

Astronomové se domnívají, že existuje spojitost mezi rychlým růstem superhmotných černých děr a mohutnými rádiovými výtrysky, jaké pozorují například u kvasaru P172+18. Zdá se, že výtrysky jsou schopné rozrušovat plyn v okolí černé díry a zvyšovat tak množství hmoty, kterou černá díra pohlcuje. Výzkum rádiově hlasitých kvasarů tak může pomoci pochopit, jak černé díry v raném vesmíru dosáhly svých superhmotných proporcí již tak krátce po velkém třesku.   

„Myslím, že je vzrušující poprvé objevit ‚novou‘ černou díru, a přidat další dílek k pochopení vývoje mladého vesmíru, našeho původu a konečně i nás samých,“ říká Chiara Mazzucchelli.       

I když byl tento objekt znám již dříve jako rádiový zdroj, že by P172+18 mohl být vzdálený kvasar si Eduardo Bañados a Chiara Mazzucchelli poprvé uvědomili při pozorování dalekohledem Magellan na Observatoři Las Campanas v Chile. „Jakmile jsme měli k dispozici data, prohlédli jsme je a okamžitě zjistili, že jsme objevili nejvzdálenější dosud známý rádiově hlasitý kvasar,“ říká Eduardo Bañados.    

Vzhledem ke krátkému pozorovacímu času se však členům týmu nepodařilo získat dostatek dat, aby mohli objekt prozkoumat podrobněji. Následovala celá řada dalších pozorování pomocí jiných teleskopů, včetně dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) vybaveného přístrojem X-shooter, který umožnil hlouběji charakterizovat tento kvasar, včetně stanovení klíčových parametrů jako je hmotnost černé díry a rychlost pohlcování hmoty z okolí. K  podrobnému studiu tohoto vzdáleného objektu dále přispěli rádiová observatoř VLA (National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array, USA) a Keckův dalekohled (Keck Telescope, Havaj, USA).  

Členové týmu jsou nadšeni z objevu, který byl prezentován v článku zveřejněném ve vědeckém časopise Astrophysical Journal, zároveň ale doufají , že tento rádiově hlasitý kvasar by mohl být pouze jedním z mnoha, které čekají na objevení v možná ještě větších vzdálenostech. „Díky tomuto objevu jsem plný optimismu a věřím – doufám – že rekord vzdálenosti bude brzy opět pokořen,“ dodává Eduardo Bañados.  

Pozorování pomocí radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, nebo budovaným dalekohledem ESO/ELT (Extremely Large Telescope) by mohla pomoci odhalit a detailně zkoumat větší množství těchto objektů raného vesmíru.

Poznámky

[1] Rádiové vlny využívané v astronomii mají frekvence mezi 300 MHz až 300 GHz.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82”, který byl publikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Německo; The Observatories of the Carnegie Institution for Science, USA), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], USA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, USA), Irham Taufik Andika (MPIA a International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics at the University of Heidelberg, Německo), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), Chris Carilli (NRAO a Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, UK), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Itálie), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Německo), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, USA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Itálie a INAF Bologna), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, USA a MPIA) a Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, USA).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal pracují dalekohledy systému VLT (Velmi velký dalekohled) schopné fungovat společně jako interferometr VLTI a dva přehlídkové teleskopy – VISTA pro infračervenou a VST pro viditelnou oblast spektra. Na Observatoři Paranal bude umístěn a provozován také největší a nejcitlivější teleskop pro sledování záření gama – Cherenkov Telescope Array South. ESO je také významným partnerem zařízení umístěných na planině Chajnantor – APEX a ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek
• snímky dalekohledu VLT
• další informaceo o ELT
• pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Chiara Mazzucchelli; European Southern Observatory; Vitacura, Chile; Email: Chiara.Mazzucchelli@eso.org

Eduardo Bañados; Max-Planck-Institut für Astronomie; Heidelberg, Germany; Email: banados@mpia.de

Bárbara Ferreira; ESO Media Manager; Garching bei München, Germany; Mobil: +49 151 241 664 0; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2103, 8. března 2021)