Astronómovia, ktorí používajú rádiový ďalekohľad Very Large Array (VLA) Národnej vedeckej nadácie na štúdium najvzdialenejšieho známeho kvasaru, našli vzrušujúcu stopu, ktorá môže odpovedať na dlhoročnú kozmickú otázku kuracie a vaječné: ktorá prišla na prvom mieste, supermasívne čierne diery alebo obrovské galaxie?
Po celé roky astronómovia zaznamenali priamy vzťah medzi hmotnosťou centrálnej supermasívnej čiernej diery galaxie a celkovou hmotnosťou „hrčiek“ hviezd v jej jadre. Čím je čierna diera masívnejšia, tým masívnejšia je vydutina. Vedci do značnej miery špekulovali o tom, či sa čierna diera alebo hviezdne hrče vytvorili ako prvé. Niektoré teórie nedávno navrhli, aby sa tieto dve formy mohli tvoriť súčasne.
Nové pozorovania kvasaru VLA a jeho hostiteľskej galaxie, ktoré sa objavili v čase, keď bol vesmír mladší ako miliarda rokov, však naznačujú, že mladá galaxia má superhmotnú čiernu dieru, ale žiadne masívne hviezdy.
„V tejto mladej galaxii sme našli veľké množstvo plynu, a keď pridáme hmotnosť tohto plynu k hmotnosti čiernej diery, pridajú takmer celkovú hmotnosť celého systému. Dynamika galaxie naznačuje, že v súčasných modeloch nezostáva veľa hmoty na to, aby sa vytvorila veľkosť hviezdnych hrčiek, “povedal Chris Carilli z observatória National Radio Astronomy Observatory (NRAO), Socorro, NM.
Vedci študovali kvasar s názvom J1148 + 5251, ktorý je vo vzdialenosti viac ako 12,8 miliárd svetelných rokov najvzdialenejším doteraz nájdeným kvasarom. J1148 + 5251, objavený v roku 2003 v prieskume Sloan Digital Sky Survey, je mladá galaxia s jasným jadrom kvasaru, ktoré bolo vidieť, akoby to bolo, keď bol Vesmír starý len 870 miliónov rokov. Vesmír má teraz 13,7 miliárd rokov.
Zamerajúc sa na VLA na J1148 + 4241 asi 60 hodín, vedci dokázali určiť množstvo molekulárneho plynu v systéme. Okrem toho boli schopní zmerať pohyby tohto plynu, a tak odhadnúť celkovú hmotnosť galaktického systému. Predchádzajúce štúdie systému priniesli odhady, že čierna diera bola 1 až 5 miliárd krát vyššia ako naša Slnko.
Nové pozorovania VLA naznačujú, že v systéme je asi 10 miliárd solárnych hmôt molekulárneho plynu a že celková hmotnosť systému je 40 až 50 miliárd solárnych hmôt. Kombinovaný plyn a čierna diera teda tvoria 11 - 15 miliárd solárnych hmôt z tohto celkového množstva.
„Akceptovaný pomer naznačuje, že čierna diera tejto hmoty by mala byť obklopená hviezdnymi hrčkami niekoľkých biliónov slnečných hmôt. Naše dynamické meranie ukazuje, že nezostalo veľa hmoty, okrem čiernej diery a plynu, na vytvorenie hviezdneho hrče. To poskytuje dôkaz, že čierna diera sa vytvára pred hviezdnym vydutím, “uviedol Fabian Walter z Inštitútu Maxa Plancka pre rádioastronómiu v nemeckom Heidelbergu, ktorý bol Jansky postdoktorand na NRAO v Socorre, keď boli pozorovania urobené.
„Jeden príklad to určite neurobí, ale v tomto objekte máme zrejme príklad čiernej diery bez veľkého množstva hviezdnych hrčiek. Teraz potrebujeme urobiť podrobné štúdie o ďalších takýchto objektoch vo vzdialenom, skorom vesmíre, “uviedla Carilli. "Vďaka výrazne zlepšenej citlivosti rozšírenej VLA a Atacama Large Millimeter Array (ALMA), ktorá príde do prevádzky o pár rokov, budeme mať nástroje, ktoré potrebujeme definitívne vyriešiť túto otázku," dodala Carilli.
„Štúdie, ako je toto, sú kľúčom k pochopeniu toho, ako sa galaxie prvýkrát vytvorili,“ uviedol Walter.
Walter a Carilli spolupracovali s Frankom Bertoldim a Karlom Mentenom z inštitútu Maxa Plancka v Bonne; Pierre Cox z Inštitútu kozmickej astrofyziky University of Paris-South; Fred K.Y. Lo NRAO v Charlottesville, VA; Xiahui Fan z observatória Stewardovskej univerzity v Arizone; a Michael Strauss z Princetonskej univerzity. Ich výsledky výskumu sú publikované v Astrofyzikálnom liste.
National Radio Astronomy Observatory je zariadenie Národnej vedeckej nadácie, prevádzkované na základe dohody o spolupráci združenými univerzitami, Inc.
Pôvodný zdroj: NRAO News Release
