Universumin Huikeimmat Valoesitykset

Tiede on täynnä asioita, jotka saavat ihmisen pysähtymään. Kvasaarit ovat yksi niistä.

Kuvittele kohde, joka on niin kirkas, että koko galaksi himmenee sen rinnalla kuin kynttilä keskellä päivää. Sellaisia kvasaarit ovat. Universumin suurimmat valoesitykset.

Massiiviset mustat aukot syövät ja säteilevät

Kvasaarin moottorina toimii supermassiivinen musta aukko, joka on parhaillaan ahnehtimassa ympärillään pyörivää kaasua ja pölyä. Kun tämä materiaali kiertyy kohti aukkoa, se vapauttaa valtavia määriä energiaa. Yksittäinen kvasaari voi loistaa kirkkaammin kuin kaikki tähdet sen galaksissa yhteensä.

Se on sellainen yksityiskohta, joka saa miettimään, kuinka älytön avaruus oikeasti on.

Mutta tässä on ongelma

Tutkijat löysivät hiljattain 31 vanhinta koskaan havaittua kvasaaria. Kaksi niistä on nyt ennätyshaltijoita: ne olivat jo täydessä toiminnassa, kun universumi oli vain noin 670 miljoonaa vuotta vanha. Kosmisessa mittakaavassa tuo on kuin vastasyntynyt.

Ongelma? Nämä kvasaarit pyörivät mustien aukkojen ympärillä, joiden massa on miljardeja kertoja Aurinkoa suurempi. Nykyisen ymmärryksemme mukaan mustilta aukoilta ei pitäisi olla riittänyt aikaa kasvaa noin suuriksi.

Kuvittele, että löytäisit täysikasvuisen norsun päiväkodista. Juuri niin hämmentävä tämä tilanne on.

Neulan etsiminen heinäsuovasta pimeässä

Miten näitä kohteita edes löydetään? Se on vaikeampaa kuin voisi kuvitella.

Vanhimmat kvasaarit ovat harvinaisia. Todella harvinaisia. Vain harvat galaksit olivat tarpeeksi kehittyneitä isännöimään niitä varhaisessa universumissa. Niiden valo on himmeä ja helppo sekoittaa lähellä oleviin tähtiin.

Ja sitten on tuo ikävä seikka: universumi laajenee koko ajan. Se venyttää matkalla olevaa valoa. Kun kvasaarin valo saavuttaa meidät, se on siirtynyt näkyvästä valosta infrapunaan. Maan pinnalta katsottuna tämä on ongelma, koska ilmakehä hohtaa luonnostaan infrapunalle.

Vuosikymmenten ajan tutkijat pystyivät löytämään vain kaikkein kirkkaimmat kvasaarit. Aineisto oli liian pieni kunnolliseen tutkimukseen.

Euclid muuttaa kaiken

Euroopan avaruusjärjestö laukaisi Euclid-teleskoopin vuonna 2023, ja se on mullistanut alan. Sen sijaan, että havainnoijat tuijottelisivat ilmakehän valohäiriötä läpi, Euclid operoi avaruudesta käsin. Kirkas ja häiriötön näkymä universumiin.

Euclid on suunniteltu kuvaamaan valtavia taivaan alueita poikkeuksellisella syvyydellä. Se on kuin olisi maailman tehokkain valonheitin ja samalla maailman pimein huone.

Tulokset ovat olleet hämmästyttäviä. Euclid Wide Surveyn datan avulla tutkijat paikansivat 31 täysin uutta vanhaa kvasaaria. Neljätoista niistä on peräisin ajalta, jolloin universumi oli vain viisi prosenttia nykyisestä iästään.

Kaksi vanhinta kvasaaria ovat redshift-arvoiltaan 7,69 ja 7,77 — siis kaikkein aikaisimmat koskaan tunnistetut. Ne sijaitsevat yli 13 miljardin valovuoden päässä, ja näemme ne sellaisina kuin ne olivat universumin ensimmäisen 670 miljoonan vuoden aikana.

Enempää kuin pelkkä uutisotsikko

Mutta varsinainen jännittävyys piilee yksityiskohdissa. Kun tutkijat tutkivat näitä kvasaareja tarkemmin, he huomasivat, että yksi niistä sijaitsee pölyisen ja kaasurichkaan galaksin keskellä, joka käy läpi intensiivistä tähtienmuodostusta. Tämä kertoo ympäristöistä, joissa varhaisimmat supermassiiviset mustat aukot kasvoivat.

Nämä kvasaarit ovat peräisin aikakaudelta, jota kutsutaan reionisaation aikakaudeksi — ajalta, jolloin ensimmäiset tähdet ja galaksit alkoivat muuttaa varhaista universumia ionisoimalla avaruuden täyttänyttä neutraalia vetykaasua. Tämä aikakausi muovasi käytännössä sen universumin, jossa nyt elämme.

Miksi tällä on väliä

Se mikä tekee tästä aiheesta erityisen jännittävän, on se, ettemme ole keräämässä vain hauskoja faktoja. Nämä löydöt haastavat nykyisen ymmärryksemme mustien aukkojen synnystä ja kasvusta.

Meillä on mustia aukkoja, joiden massa on miljardeja Auringon massoja, vaikka universumi oli alle 700 miljoonaa vuotta vanha. Kaiken nykyisen tiedon mukaan tämä ei pitäisi olla mahdollista. Mustat aukot eivät olisi ehtineet kasvaa näin suuriksi hitaasti materiaalia nielaisemalla.

Joko mustat aukot voivat kasvaa paljon nopeammin kuin arvasimme, tai on olemassa jokin mekanismi, jota emme ole vielä löytäneet. Tai molemmat.

Euclid-teleskooppi avaa ikkunan universumin ensimmäiseen miljardiin vuoteen, ja se mitä näemme, on samalla kaunista ja hämmentävää. Odotan innolla, mitä muuta siellä on vielä löytämättä.

Lähde: ScienceDaily