A világegyetem legőrültebb fényjátéka
Van az univerzumban valami, ami szó szerint lenyűgözi a tudósokat: a kvazárok. Ha úgy tetszik, ezek a kozmosz legdurvább fényshow-jai — olyan objektumok, amelyek annyira vakítóak, hogy a galaxisok eltörpülnek mellettük.
A kvazárokat szupermasszív fekete lyukak működtetik, amelyek épp aktívan táplálkoznak. Ahogy magukba szippantják a körülöttük lévő gázt és port, hatalmas mennyiségű energiát szabadítanak fel. És itt most nem kicsit gondolkodunk: egyetlen kvazár fényesebb lehet, mint galaxisának összes csillaga együttvéve. Az ember elgondolkodik, hogy a világegyetem tényleg nem semmi.
És most jön a java.
Ezek a szörnyek nem létezhetnének
A tudósok nemrég 31 olyan kvazárt találtak, amelyek a valaha felfedezett legősibb példányok közé tartoznak. Köztük kettő a rekorder: a legkorábbi ismert kvazárok. Ezek már akkor ontották a fényt, amikor az univerzum nagyjából 670 millió éves volt. Kozmikus léptékkel ez szinte csecsemőkor.
De itt jön a fejtörő: ezeket a kvazárokat több milliárd naptömegű fekete lyukak működtetik. Hogy a csudába lett ekkorák ilyen gyorsan? A jelenlegi tudásunk szerint ez egyszerűen nem lehetséges.
Ha úgy kell elképzelni, mintha egy teljesen kifejlett elefántot találnál egy óvodában. Kozmikus szörnyek, amelyek már léteztek, amikor az univerzum még csak járni tanult.
Keresd a tűt a szénakazalban, sötétben, miközben az lángokban áll
De honnan is tudják a tudósok, hogy hol keressék ezeket?
Először is: az ősi kvazárok ritkák. Nagyon ritkák. Csak elenyésző számú galaxisban volt idő a korai univerzumban ekkora fekete lyukak kifejlődésére. Ráadásul a fényük halvány, és könnyen össze lehet téveszteni közeli csillagokkal. Olyan ez, mintha a Times Square-en egyetlen pislákoló gyertyát próbálnál megtalálni, miközben valaki reflektort villogtat az arcodba.
De van még egy csavar: az univerzum tágul, ami nyújtja a távoli objektumok fényét. Mire ez a fény elér hozzánk, az ultraibolyából infravörösbe tolódik át. És akkor itt a probléma: a Föld atmoszférája természetesen sugároz infravörösben. A földről nézve ez olyan, mintha zseblámpával világítanál magadnak, miközben csillagokat akarsz nézni.
Évtizedekig csak a legfényesebb ősi kvazárokat lehetett megtalálni. Egyszerűen nem volt elég példa ahhoz, hogy rendesen tanulmányozzuk a korai kvazárpopulációt.
Belép a Euclid: a kozmikus detektív
Az Európai Űrügynökség 2023-ban felbocsátotta a Euclid távcsövet, és ez teljesen átírja a szabályokat. Nem kell többé a légkör fényén át kukucskálni — a Euclid az űrből, kristálytiszta képet kap az univerzumról.
Hatalmas égterületeket térképez fel döbbenetes részletességgel. Mintha a világ legerősebb zseblámpáját kapnád meg, és a lehető legsötétebb szobában lennél. Végre meglátod, ami mindig is ott volt.
Az eredmények elképesztőek. A Euclid széles felmérésének adatait használva a kutatók 31 совершенно новых ősi kvazárt találtak. Némelyikük olyan korai időkből származik, amikor az univerzum még csak 5%-os életkorú volt. Tizennégy kvazár redshiftje 7 vagy nagyobb — vagyis a fényük több mint 13 milliárd éve hagyta el őket.
A két legősibb kvazár redshiftje 7.69 és 7.77. Ezek a valaha azonosított legkorábbi kvazárok. Most úgy 13 milliárd fényévnyire vannak tőlünk — vagyis olyan korai időkből látjuk őket, amikor az univerzum mindössze 670 millió éves volt.
Nem csak szenzáció
De ami igazán izgalmassá teszi ezt a felfedezést: amikor a tudósok közelebbről megnézték az egyik ilyen ősi kvazárt, érdekes dolgot találtak. Egy poros, gázban gazdag galaxisban lakik, ahol épp intenzív csillagkeletkezés zajlik. Ez fontos nyom ahhoz, hogy megértsük, milyen környezetben nőttek a legelső szupermasszív fekete lyukak.
Ezek a kvazárok egyúttal egy rendkívül érdekes korszakból származnak: az újraionizáció korából. Ez volt az az időszak, amikor az első csillagok és galaxisok átalakították a korai univerzumot azzal, hogy ionizálták a teret kitöltő semleges hidrogént. Ez a korszak gyakorlatilag megformálta a mai univerzumot.
Miért fontos ez?
És itt jön az, ami igazán lázba hoz ebben a történetben: nem csak érdekes űrtényeket gyűjtünk. Ezek a felfedezések valójában megkérdőjelezik, amit a fekete lyukak keletkezéséről és növekedéséről gondoltunk.
Gondolj bele: van itt fekete lyuk, több milliárd naptömeggel, és az univerzum még 700 millió éves sem volt. A tudásunk szerint — ami úgy szól, hogy a fekete lyukak lassan, az körülöttük lévő anyagot fellapátolva híznak — ez egyszerűen nem történhetett volna meg. Mégis itt vannak.
Vagy a fekete lyukak sokkal gyorsabban képesek növekedni, mint gondoltuk, vagy van valamilyen mechanizmus, amit még nem ismerünk — vagy mindkettő. Bármelyik is legyen az igazság, izgalmas időket élünk, amikor a valóság próbára teszi az elméletünket.
A Euclid távcső egy ablakot nyit az univerzum első milliárd évére, és amit látunk, az egyszerre gyönyörű és rejtélyes. Alig várom, hogy kiderüljön, mi minden vár még ránk odakint.
Forrás: ScienceDaily