A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövének (European Southern Observatory, Very Large Telescope – ESO VLT) segítségével felfedezték, valamint részletesen tanulmányozták az eddig ismert legtávolabbi rádióforrást. A forrás nem más, mint egy rádióhangos kvazár – egy olyan rendkívül távoli és fényes képződmény, amely a rádiótartományban erőteljesen sugárzó anyagkilövelléseket, más szóval jeteket bocsát ki. Ennek a kvazárnak a fénye 13 milliárd évig utazott, míg hozzánk elért. A felfedezés hozzásegítheti a csillagászokat a korai világegyetem jobb megértéséhez.

A kvazárok távoli galaxisok központjában működő rendkívül fényes objektumok, melyek energiaforrása egy szupernagy tömegű fekete lyuk. Miközben a fekete lyuk elnyeli az őt körülvevő gázt, olyan hatalmas mennyiségű energia szabadul fel, hogy a csillagászok még a belátható világegyetem túloldaláról is képesek észlelni őket.

A most felfedezett, P172+18 katalógusjelű kvazár olyan távol van tőlünk, hogy a fénye mintegy 13 milliárd éven át utazott, míg hozzánk elért.

Így ezt az égitestet olyan állapotában láthatjuk, amilyen a világegyetem 780 millió éves korában volt.

Noha ismerünk ennél távolabbi kvazárokat is, ez a legtávolabbi olyan, amelynek sugárzása rádiójetekről is árulkodik. A P172+18 így a világegyetem történelmének legkorábbi ismert rádiókvazárja. A kvazároknak csak 10%-a tartozik ebbe, a csillagászok által rádióhangosnak nevezett osztályba. Ezek a rádióhullámok tartományában fényesen ragyogó anyagot lövellnek ki.

A P172+18 erőforrása egy nagyjából 300 millió naptömegű fekete lyuk, ami elképesztő ütemben fogyasztja a környező gázt. A kvazár rendkívüli ütemben nyeli el az anyagot. Ez a valaha megfigyelt egyik leggyorsabb ütemben növekvő ilyen objektum" – világít rá Chiara Mazzucchelli, az ESO chilei csillagásza, aki Eduardo Bañadosszal, a német Max-Planck-Institut für Astronomie munkatársával közösen vezette a P172+18 vizsgálatait.

A csillagászok úgy gondolják, hogy kapcsolat van a szupernagy tömegű fekete lyukak gyors tömegnövekedése és a P172+18 kvazár mellett is megfigyelhetőhöz hasonló erőteljes rádiójetek között. A jetek megbolygathatják a fekete lyuk körül áramló gázt, fokozva az anyag behullásának ütemét.

A rádiókvazárok tanulmányozása hozzásegítheti a csillagászokat annak megértéséhez, hogy miként növekedhettek a korai világegyetem fekete lyukai az ősrobbanás után oly rövid idő alatt szupernagy tömegűvé.

„Nagyon izgalmasnak találom, hogy elsőként fedezhettem fel egy 'új' fekete lyukat, újabb mozaikdarabkát hozzátéve a korai világegyetem megértéséhez, hogy megtudjuk, honnan származunk, és végső soron jobban megismerjük önmagunkat" – lelkendezik Mazzucchelli.

Miután korábban már rádióforrásként azonosították, a P172+18 kvazár voltát a chilei Las Campanas Obszervatórium Magellan Távcsövével ismerte fel Bañados és Mazzucchelli. „Amint megkaptuk az adatokat, rápillantottunk, és azonnal tudtuk, hogy felfedeztük az eddig ismert legtávolabbi rádióhangos kvazárt" – teszi hozzá Bañados.

Ez a fantáziarajz azt mutatja, hogy hogyan nézhet ki a távoli P172+18 kvazár és rádiójetjei. Jelen pillanatban – 2021 elején – ez a legtávolabbi ismert, rádiójeteket kibocsátó kvazár. Az égitestet az ESO Nagyon Nagy Távcsövével is vizsgálták. Ez a kvazár olyan távol van tőlünk, hogy a fénye mintegy 13 milliárd éven át utazott, míg hozzánk elért. Így olyan állapotában láthatjuk ezt a képződményt, amilyen a világegyetem 780 millió éves korában voltForrás: ESO/M. Kornmesser

A korlátozott távcsőidőből adódó szerényebb adatmennyiség miatt azonban a csapat ekkor még nem tudta behatóan megvizsgálni a képződményt. Ám a felfedezést hamarosan további távcsövekről származó adatok özöne követte. Végeztek megfigyeléseket az ESO VLT távcső X-shooter műszerével is, ami a kvazár sokkal pontosabb jellemzését, többek közt a központi fekete lyuk tömegének, illetve anyagelnyelési ütemének megmérését is lehetővé tette. A megfigyelésekhez igénybe vették továbbá az Egyesült Államok Nemzeti Rádióobszervatóriumának Very Large Array nevű rádiótávcső-hálózatát, valamint a Hawaii-szigeteken működő Keck távcsövet is.

Ez a nagylátószögű, az égboltot látható fényben mutató felvétel a P172+18 katalógusjelű távoli kvazár égi környezetét ábrázolja. A felvételt a Digitized Sky Survey 2 fotóiból állították össze. A célpont maga a felvétel középpontjához nagyon közel található, ám ezen a felvételen nem látható. Ugyanakkor a széles látószögű fotón felismerhetünk számos, sokkal közelebbi galaxistForrás: ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

Miközben a csillagászok lelkesek a The Astrophysical Journal szakfolyóiratban a napokban publikálandó felfedezés miatt, azt is tudják, hogy ezt az első, ma még egyedülálló felfedezést bizonyára jó néhány további hasonló rádióhangos kvazár megtalálása fogja követni. Ez a felfedezés bizakodóvá tesz engem, és hiszem – remélem –, hogy a távolságrekord hamarosan megdől" – zárja gondolatait Bañados.

Az ESO partnerségével működő ALMA rádiótávcső-hálózathoz, valamint az ESO már épülőben lévő Rendkívül Nagy Távcsövéhez (Extremely Large Telescope – ELT) hasonló csillagászati műszerek segíthetnek a korai világegyetem további érdekes képződményeinek felfedezésében és alaposabb tanulmányozásában.