Astronomové našli 82 prastarých kvasarů, vznikly nedlouho po Velkém třesku

TLDR verze: Fakt detailní náhled do vesmíru kolem 800 milionů let po Velkém třesku umožnil spočítat doposud neznámé kvasary. A to nám umožnilo ucelit si celou řadu skutečností o raném vesmíru (studie tu, tu, tu, tu a tu).

Vykvašený objev

Období po Velkém třesku máme stále v mlze hustší, než pamatováka na období mezi půlnocí a třetí ráno během prohýřené sobotní noci. Práce Jošiki Matsuoka et al. z japonské Ehime University nám ale aspoň tu ranou etapu vesmíru pomohla o něco lépe osvětlit!

Jeho tým totiž ve studiích demonstruje odhalení sady menších, celkem 83 jasných kvasarů, stále však supermasivních černých děr! Možná se drbete na hlavě s otázkou “Černé díry a jsou jasné? Už sis zase přihnul takhle brzo, Vědátore?” Na což nebudu odpovídat ničím… krom vysvětlení toho, že kvasary, ač černé díry, svítí do svého okolí díky masivnímu akrečnímu disku, rotujícímu kolem singularity samotné.

Na 83 “menších” kvasarů (pořád jde o jádra galaxií) nám každopádně poskytuje zcela novou statistiku počtu podobných objektů v dané kosmické éře. Podle data spotřeby na kvasarech vypsaných (a vzdálenosti od Země) je jasné, že Matsuoka našel kvasary vzniklé cca 800 milionů let po Velkém třesku. Nejstarší pozorovaný má dokonce jen 690 milionů let po Velkém třesku! A to je proklatě brzy!

Astronomátoři objev učinili pomocí mašiny Hyper Suprime-Cam na teleskopu Subaru na Havaji. Ten může ve velkém detailu najednou snímat rozsáhlou plochu – až sedminásobek velikosti Měsíce v úplňku. Matsuoka s kolegy jej nechali snímat po dobu pěti let, až na tři stovky nocí, a v sebraném paklu dat následně vyhledali objekty o menším jasu, než byly dosavadní známé nejjasnější kvasárky.

Počet 83 kvasarů je sám o sobě slušnou pohlednicí z dávných časů. Ještě podstatnější ale je že odhalená hustota objektů dává šanci odhadnout i počet podobných objektů mimo sledovanou oblast. V součtu se 17 dalšími, již známými, kvasary z daného regionu se tak zdá, že černé díry byly o něco početnější a ranější, než jsme tušili!

Sčítání singularit

Kde se vzaly? Inu, potenciálně nejspíše kolapsem prvních hvězdiček. Odhaduje se, že první hvězdy vznikly cca 500 milionů let po Velkém třesku. Okno 190 až 300 milionů let nám dává šanci lépe odhadnout jejich kurtkobainovskou životnost a agresivní složení. Hvězdy však nejsou jediné potenciální zdroje černých děr.

Už nějaký čas se spekuluje nad tím, že černé díry mohly vlivem nerovnoměrného rozložení hmoty během kosmické inflace vzniknout už velmi krátce po samotném Velkém třesku i bez hvězd. Těmhle filutům, které přeskakují celou (doposud obligatorní) etapu vývoj černých děr se říká „primordiální černé díry„. Matsuokova práce nám dává vyšší šanci na zjištění, zdali primordiální singularity existovaly – a zdali byly početnější, než kvasary.

Ani vyšší počet kvasarů však paradoxně nedostačuje na splnění zcela jiné teorie. Nový odhad počtu kvasarů je totiž furt nedostatečný k vysvětlení zdroje energie pro reionizaci vodíku. Na tu došlo někdy mezi 150 miliony až 1 miliardou let po Velkém třesku – a v jejím důsledku se neutrální vodík vyexcitoval na ionizované plazma. Doposud se vědátoři přou o to, jestli za rozsvícení vodíku mohly kvasary, nové hvězdy a/nebo galaxie. Nyní se zdá, že kvasary samy na všechno nestačily. Energii pro reionizaci tak musely zajistit větší celky galaxií, u nichž byly kvasary jenom jádrem.

„Japonské“ kvasary ale nejsou první, které mění a upravují naše představy o evoluci vesmíru v době, kdy šlo o mladého fakana.

Tři roky nazpět astronomové ze spojeného týmu z Hubble Space Telescope, Chandra X-ray Observatory a Sloan Digital Sky Surveys objevili šest miliard světelných let od nás další nečekaný kvasar. Jeho konstituce totiž odporovala výše zmíněné definici kvasarů!

Mapa nejnudnější deskovky světa nebo foteška prastarých kvasarů?
Stroj: National Astronomical Observatory of Japan

Nejsou kvasary jako kvasary

Místo aby spořádaně hnízdil uprostřed své galaxie, tento drobeček „3C 186“ leží krapítko mimo její střed. Přesně 36 000 světelných let, což už není zrovna v toleranci odchylek podobného druhu – pro představu, je to více, než jak daleko obíhá sluneční soustava od jádra naší galaxie.

Říkáte si “No tak je to menší kvasar a uprostřed je větší kvasar!” Jenže, no, on není. Vzhledem k masivní hmotnosti tří miliard hmotností našeho Slunce nemá TřiCéčko v okolí konkurenci. Okolní hmota však, nezbeda, nerotuje kolem tohoto objektu! Proč? Nevíme jistě.

Panují teorie o tom, že jde pouze o optický překryv. Tedy, že je 3C fskutečnosti blíž než vzdálenější galaxie. Ty ale spíše neobstojí. Naše schopnost odlišovat vzdálenosti ve vesmíru už je poněkud lepší, než abychom se dopustili takové banalitky.

Nejpravděpodobněji se jeví vysvětlení pomocí gravitačních vln. Kdysi dávno, předaleko se dvě galaxie rozhodly, že nebude špatné si zatancovat. Nebudeme rozpitvávat, co by na jejich rotační tanec říkaly tamější civilizace (byl by to jen výčet posledních nadávek před smrtí). Nás zajímá, co se stalo s jejich středy – zřejmě kolem sebe dost rychle rotovaly dvě supermasivní černé díry, a pak BÁC, a spojily se v ještě větší supermasivnější černou díru.

Rotační objekty však mají ve zvyku (jak už pár let víme) produkovat silné gravitační vlny, které v moment splynutí sprostě řečeno nakoply spojení černých děr do rotzádele. Kvasar si to pak vcelku prudce odrotoval mimo původní střed obou objektů. Dokonce tak rychle, že zbytek svého zářícího ohonu zanechal uprostřed na parketu.

Stále se tedy ukazuje, že nás vesmír má pořád čím překvapit. A ještě zajímavější bude sledovat, nakolik nové další odhalování kvasarů

[JRN]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze