Z tlačovej správy spoločnosti Caltech:
Voda je naozaj všade. Pri pohľade zo vzdialenosti 30 miliárd biliónov kilometrov do kvazaru - jedného z najjasnejších a najnásilnejších objektov vo vesmíre - našli vedci množstvo vodnej pary, ktorá je najmenej 140 biliónovkrát väčšia ako všetka voda vo svetových oceánoch. kombinované a 100 000-krát hmotnejšie ako slnko.
Pretože kvázar je tak ďaleko, jeho svetlu trvalo 12 miliárd rokov, než sa dostal na Zem. Z pozorovaní teda vyplynulo obdobie, keď bol vesmír len 1,6 miliardy rokov. „Prostredie okolo tohto kvázaru je jedinečné v tom, že produkuje túto obrovskú hmotnosť vody,“ hovorí Matt Bradford, vedec z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) a hosťujúci spolupracovník v Caltech. "Je to ďalšia demonštrácia, že voda je všadeprítomná vo vesmíre, dokonca aj v najskorších dobách." Bradford vedie jeden z dvoch medzinárodných tímov astronómov, ktorí opísali svoje zistenia o kvázare v samostatných prácach, ktoré boli akceptované na uverejnenie v Astrophysical Journal Letters.
Prečítajte si príspevok od Bradforda a tímu.
Kvasar je poháňaný obrovskou čiernou dierou, ktorá neustále spotrebúva okolitý disk plynu a prachu; keď jedie, kvasar chrlí obrovské množstvo energie. Obidve skupiny astronómov študovali konkrétny kvázar s názvom APM 08279 + 5255, ktorý má čiernu dieru 20 miliárd krát hmotnejšiu ako slnko a vytvára toľko energie ako tisíc biliónov slnka.
Keďže astronómovia očakávali prítomnosť vodnej pary už v ranom vesmíre, objav vody nie je sám o sebe prekvapením, tvrdí Bradford. V Mliečnej ceste sú vodné pary, aj keď celkové množstvo je 4 000-krát menej masívne ako v kvasare, pretože väčšina vody z Mliečnej dráhy je zmrznutá vo forme ľadu.
Vodná para je napriek tomu dôležitým stopovým plynom, ktorý odhaľuje povahu kvasaru. V tomto konkrétnom kvasare je vodná para distribuovaná okolo čiernej diery v plynnej oblasti siahajúcou stovky svetelných rokov (svetelný rok je asi šesť biliónov kilometrov) a jej prítomnosť naznačuje, že plyn je astronomicky nezvyčajne teplý a hustý. normy. Aj keď je plyn chladný - 53 stupňov Celzia (- 63 stupňov Fahrenheita) a je 300 biliónov krát hustejší ako zemská atmosféra, stále je päťkrát horúci a 10 až 100 krát hustejší, ako je typické v galaxiách, ako je Mliečna dráha.
Vodná para je iba jedným z mnohých druhov plynov, ktoré obklopujú kvasar, a jeho prítomnosť naznačuje, že kvasar kúpa plyn v röntgenovom a infračervenom žiarení. Interakcia medzi žiarením a vodnou parou odhaľuje vlastnosti plynu a ako ho ovplyvňuje kvasar. Napríklad analýza vodnej pary ukazuje, ako žiarenie ohrieva zvyšok plynu. Merania vodnej pary a iných molekúl, napríklad oxidu uhoľnatého, ďalej naznačujú, že je dostatok plynu na privádzanie čiernej diery, až kým nedosiahne približne šesťnásobok svojej veľkosti. To, či sa to stane, nie je jasné, astronómovia tvrdia, že časť plynu môže skončiť kondenzáciou na hviezdy alebo môže byť vypustená z kvazaru.
Bradfordov tím uskutočnil pozorovania od roku 2008 pomocou nástroja s názvom Z-Spec na observatóriu Caltech Submillimeter Observatory (CSO), 10 metrového ďalekohľadu neďaleko samitu Mauna Kea na Havaji. Z-Spec je mimoriadne citlivý spektrograf, ktorý vyžaduje teploty ochladené na 0,06 stupňov Celzia nad absolútnu nulu. Prístroj meria svetlo v oblasti elektromagnetického spektra nazývaného milimetrové pásmo, ktoré leží medzi infračervenými a mikrovlnnými vlnovými dĺžkami. Výskum vedcov objavil vodu len preto, že spektrálne pokrytie Z-Spec je desaťkrát väčšie ako v prípade predchádzajúcich spektrometrov pracujúcich na týchto vlnových dĺžkach. Astronómovia uskutočnili následné pozorovania s kombinovaným poľom pre výskum astronómie Millimeter Wave Astronomy (CARMA), radom rádiových tanierov v pohorí Inyo v južnej Kalifornii.
Tento objav zdôrazňuje výhody pozorovania v milimetrových a submilimetrových vlnových dĺžkach, hovoria astronómovia. Toto pole sa za posledné dve až tri desaťročia rýchlo rozrástlo a na dosiahnutie plného potenciálu tejto výskumnej línie astronómovia - vrátane autorov štúdie - teraz navrhujú CCAT, 25-metrový ďalekohľad, ktorý má byť zabudovaný do púšte Atacama. v Čile. CCAT umožní astronómom objaviť niektoré z najskorších galaxií vo vesmíre. Meraním prítomnosti vody a iných dôležitých stopových plynov môžu astronómovia študovať zloženie týchto pravekých galaxií.
Druhá skupina, ktorú viedol Dariusz Lis, vedecký výskumný pracovník v oblasti fyziky v Caltechu a zástupca riaditeľa CSO, použila na nájdenie vody plateau de Bure Interferometer vo francúzskych Alpách. V roku 2010 Lisov tím hľadal stopy fluorovodíka v spektre APM 08279 + 5255, ale seriózne detegoval signál v kvasarovom spektre, ktorý naznačoval prítomnosť vody. Signál mal frekvenciu zodpovedajúcu žiareniu, ktoré sa vysiela, keď voda prechádza z vyššieho energetického stavu do nižšieho. Zatiaľ čo Lisov tím našiel iba jeden signál na jednej frekvencii, široká šírka pásma Z-Spec umožnila Bradfordovi a jeho kolegom objaviť emisie vody na mnohých frekvenciách. Tieto viacnásobné prechody vody umožnili Bradfordovmu tímu určiť fyzikálne vlastnosti plynu kvasaru a hmotnosti vody.
