ควาซาร์ที่สว่างที่สุดจากเอกภพยุคแรกเปล่งประกายเหมือนดวงอาทิตย์ 600 ล้านล้านดวง

มันไม่ได้จนกว่า 800 ล้านปีหลังจาก The Big Bang ที่แหล่งกำเนิดแสงแรกของจักรวาลเกิดขึ้น วัตถุโบราณที่สว่างไสวและมีพลังงานหนาแน่นนั้นเก่าแก่อย่างไม่น่าเชื่อและการได้เห็นหนึ่งในนั้นเป็นสิ่งที่หายากมาก แต่ด้วยความบังเอิญที่น่าทึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์นำเสนอในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 233 ในสัปดาห์นี้บอกว่าพวกเขาได้เห็นแล้ว - และมันก็สว่างที่สุดเท่าที่เราเคยเห็นมา

ควาซาร์อายุ 12.8 พันล้านปี - กาแลคซีที่มีหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ใจกลางซึ่งขยายอนุภาคพลังงานสูงออกไปเมื่อเร็ว ๆ นี้ดูเหมือนว่าดาราจักรจะอยู่ห่างจากกาแลคซี 6 พันล้านปีแสง ความบังเอิญนี้ทำให้แสงควาซาร์ผ่านการเบี่ยงเบนความโน้มถ่วงของกาแลคซีใกล้ชิดและเข้าสู่กล้องโทรทรรศน์ของนักดาราศาสตร์บนโลก

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพบางส่วนของควาซาร์ซึ่งได้รับชื่อเล่นที่ไม่น่าจดจำ J043947.08 + 163415.7 แม้จะมีขนาดของดวงอาทิตย์ 700 ล้านเท่าและสว่าง 600 ล้านล้านเท่า ปรากฏการณ์การดัดงอและการขยายที่เกิดจากกาแลคซี - เรียกว่าเลนส์ความโน้มถ่วง - เป็นสิ่งที่อนุญาตให้นักดาราศาสตร์สังเกตควาซาร์ได้ว่ามันเป็นมนุษย์ที่สว่างที่สุดคนหนึ่งที่เคยสังเกตมาจากเอกภพยุคแรก ๆ

ทีมนานาชาติที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้นำโดยศาสตราจารย์ดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยเซียวหุยแฟน, Ph.D. นำเสนอผลการวิจัยที่ AAS ในซีแอตเทิลวอชิงตันเมื่อวันพุธ แฟนบอกว่าเขาและผู้ทำงานร่วมกันรู้ตั้งแต่ต้นว่าพวกเขากำลังทำอะไรที่ยิ่งใหญ่ แต่พวกเขาไม่ได้ตระหนักถึงการค้นพบครั้งนี้ว่าเป็นสิ่งที่พิเศษจริงๆ

“ ทันทีที่เราสามารถวัดระยะทางเรารู้ได้ทันทีว่านี่เป็นวัตถุพิเศษในแง่ของความสว่าง” เขากล่าว ผกผัน “ แต่เราใช้เวลาอีกหน่อยในการคิดว่ามันมีเลนส์ความโน้มถ่วง”

ถ้ามันไม่ได้มีผลกระทบต่อเลนส์ซึ่งทั้งสองขยายแสงควาซาร์ โดยปัจจัย 50 และนำมันไปสู่โลกนักดาราศาสตร์จะพลาดควาซาร์โดยสิ้นเชิง แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ความละเอียดสูงเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสงจากควาซาร์ก็ยังปรากฏสลัวมากหลังจากการเดินทาง 12.8 พันล้านปีแสง แม้ว่าเอฟเฟกต์การทำให้เลนส์จะทำให้ควาซาร์ดูสว่างขึ้นการมองเห็นแบบนี้ต้องใช้สายตาที่กว้างขวางเพื่อยืนยันสิ่งที่เกิดขึ้น และมันก็ทำ!

นอกเหนือจากฮับเบิลแล้วเครือข่ายระหว่างประเทศของกล้องโทรทรรศน์ยังร่วมมือกันยืนยันการค้นพบนี้รวมถึงหอดูดาวราศีเมถุน, กล้องโทรทรรศน์เจมส์แคลร์แม็กซ์เวลล์, กล้องโทรทรรศน์อินฟาเรดของสหราชอาณาจักร (UKIRT), สหรัฐอเมริกา หอดูดาวเคกและกล้องโทรทรรศน์สำรวจมุมกว้างและระบบตอบสนองอย่างรวดเร็ว (Pan-STARRS1)

“ เราไม่ได้คาดหวังว่าเราจะได้เห็นวัตถุนี้สว่างในช่วงต้นของจักรวาล และเหตุผลสำคัญคือเอฟเฟกต์เลนส์ที่เพิ่มความสว่างของควาซาร์” Fan กล่าว “ นี่เป็นวัตถุเลนส์แรกที่ค้นพบในเอกภพยุคแรกแม้ว่าทฤษฎีได้ทำนายไว้ว่ามันน่าจะมีอยู่ประมาณ 20 ปี”

“ ดังนั้นการค้นพบวัตถุนี้จึงเป็นการยืนยันทฤษฎีของเราได้เป็นอย่างดี” เขากล่าวเสริม

ทีมได้กำหนดอายุและระยะทางของควาซาร์แฟนอธิบายโดยการวัด redshift ของความยาวคลื่นของการปล่อยจากก๊าซร้อนในควาซาร์ หลังจากระบุลายเซ็นของก๊าซที่ปล่อยออกมาจากควาซาร์ - ซึ่งรวมถึงไฮโดรเจนและคาร์บอนที่แตกตัวเป็นไอออนและแมกนีเซียม - ทีมก็สามารถวัดได้ว่าการปล่อยของพวกเขาคาดว่าจะถูกเปลี่ยนไปมากเท่าไรโดยการเดินทางผ่านอวกาศ การวิเคราะห์นี้บอกเล่าเรื่องราวของหลุมดำมวลมหาศาลที่มีขนาด 700 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ - และสว่างถึง 600 ล้านล้านดวงอาทิตย์

การวิจัยในปัจจุบันปรากฏเป็นกระดาษ preprint บน arXiv แต่จะเผยแพร่ในฉบับต่อไปของ จดหมายวารสารฟิสิกส์.

ขั้นตอนต่อไปของทีมจะวาดภาพควาซาร์และสภาพแวดล้อมโดยรอบ

เรากำลังทำการสำรวจต่อไปจำนวนมากรวมถึงสเปกตรัมที่ดีกว่าซึ่งอาจมีความไวสูงในการตรวจจับก๊าซอวกาศและภาพที่คมชัดกว่าฮับเบิล (ใช้ Atacama Large Millimeter Array) ที่จะศึกษาสภาพแวดล้อมของสีดำมวลมหาศาล หลุมที่เปิดพลังแห่งควาซาร์นี้” Fan กล่าว