Astronomii care folosesc telescopul de radio foarte mare (VLA) al Fundației Naționale a Științei pentru a studia cel mai îndepărtat cvasar cunoscut au găsit un indiciu tentant care poate răspunde unei întrebări cosmice de lungă durată cu pui și ouă: care a venit prima dată, găuri negre supermasive sau galaxii uriașe?
Ani de zile, astronomii au remarcat o relație directă între masa unei găuri negre centrale și supermasive a unei galaxii și masa totală a „izbucului” de stele din centrul său. Cu cât gaura neagră este mai masivă, cu atât este mai masiv bombajul. Oamenii de știință au speculat pe larg dacă gaura neagră sau amfora stelară s-au format mai întâi. Recent, unele teorii au sugerat că cele două se pot forma simultan.
Cu toate acestea, noile observații ale VLA ale unui quasar și ale galaxiei sale gazdă, văzute așa cum erau atunci când Universul avea mai puțin de un miliard de ani, indică faptul că tânăra galaxie are o gaură neagră super-masivă, dar nu are o bombă masivă de stele.
„Am găsit o cantitate mare de gaz în această tânără galaxie și, atunci când adăugăm masa acestui gaz la cea a găurii negre, acestea adaugă aproape masa totală a întregului sistem. Dinamica galaxiei implică faptul că nu a mai rămas multă masă pentru a compensa dimensiunea balonului stelar prevăzut de modelele actuale ”, a declarat Chris Carilli, de la Observatorul Național de Radio Astronomie (NRAO), din Socorro, N.M.
Oamenii de știință au studiat un quasar denumit J1148 + 5251, care, la peste 12,8 miliarde de ani-lumină, este cel mai îndepărtat quasar găsit. Descoperită în 2003 de Sloan Digital Sky Survey, J1148 + 5251 este o galaxie tânără cu un nucleu de quasar luminos, văzută așa cum era atunci când Universul avea doar 870 de milioane de ani. Universul are acum 13,7 miliarde de ani.
Vizând VLA la J1148 + 4241 timp de aproximativ 60 de ore, cercetătorii au putut determina cantitatea de gaz molecular din sistem. În plus, au fost capabili să măsoare mișcările acelui gaz și astfel să estimeze masa totală a sistemului galactic. Studiile anterioare ale sistemului au produs estimări că gaura neagră a fost de 1 până la 5 miliarde de ori mai mare decât Soarele nostru.
Noile observații VLA indică faptul că în sistem există aproximativ 10 miliarde de mase solare de gaz molecular și că masa totală a sistemului este de 40-50 de miliarde de mase solare. Gura combinată și gaura neagră reprezintă astfel 11-15 miliarde de mase solare din totalul respectiv.
„Raportul acceptat indică faptul că o gaură neagră a acestei mase ar trebui să fie înconjurată de o bombă stelară de mai multe trilioane de mase solare. Măsurarea noastră dinamică arată că nu a mai rămas prea multă masă, excluzând gaura neagră și gazul, pentru a forma o bombă stelară. Acest lucru oferă dovezi că gaura neagră se formează înaintea izbucnirii stelare ", a declarat Fabian Walter, de la Institutul Max Planck pentru Radioastronomie din Heidelberg, Germania, care a fost un coleg postdoctoral Jansky la NRAO din Socorro când au fost făcute observațiile.
„Cu siguranță, un exemplu nu rezolvă cazul, dar în acest obiect, noi avem, aparent, un exemplu de gaură neagră, fără a fi nevoie de o bombă stelară. Acum trebuie să facem studii detaliate cu privire la mai multe astfel de obiecte în îndepărtatul Univers, timpuriu ”, a spus Carilli. „Cu sensibilitatea extrem de îmbunătățită a VLA Expandat și a Atacama Large Millimeter Array (ALMA), care vor veni în linie în câțiva ani, vom avea instrumentele de care avem nevoie pentru a rezolva această întrebare definitiv”, a adăugat Carilli.
„Studii de genul acesta sunt cheia pentru a înțelege modul în care galaxiile s-au format pentru prima dată”, a spus Walter.
Walter și Carilli au lucrat cu Frank Bertoldi și Karl Menten la Max Planck Institute din Bonn; Pierre Cox de la Institutul de Astrofizică Spațială al Universității Paris-Sud; Fred K.Y. Loiul NRAO din Charlottesville, VA; Xiahui Fan al Observatorului Steward al Universității din Arizona; și Michael Strauss de la Universitatea Princeton, pe proiect. Rezultatele cercetărilor lor sunt publicate în jurnalele de astrofizică.
Observatorul Național de Radio Astronomie este o instalație a Fundației Naționale a Științei, operată în baza unui acord de cooperare de Universitățile Asociate, Inc.
Sursa originală: Comunicat de presă NRAO
