ULAS J1342+0928 ist der drittfernste bekannte Quasar und beherbergt das zweitfernste und älteste bekannte supermassereiche Schwarze Loch [1][5][6][7] mit einer Rotverschiebung von z = 7,54 . Der Quasar ULAS J1342 + 0928 befindet sich im Sternbild Bärenhüter [ 3 ] . Das zugehörige supermassereiche Schwarze Loch soll die 780-millionenfache Masse der Sonne besitzen [ 5 ] . Bei seiner Entdeckung war er der entfernteste bekannte Quasar. Im Jahr 2021 wurde er von QSO J0313-1806 als entferntester Quasar abgelöst [ 8 ] .

Entdeckung

Am 6. Dezember 2017 veröffentlichten Astronomen [ 1 ] die Entdeckung des Quasars mithilfe von Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) [ 6 ] in Kombination mit bodengebundenen Beobachtungen des United Kingdom Infrared Telescope und des DECam Legacy Survey [ 1 ] . Die spektroskopische Bestätigung erfolgte mit Daten der Magellan-Teleskope am Las-Campanas-Observatorium in Chile sowie des Large Binocular Telescope in Arizona und des Gemini-North-Teleskops auf Hawaii [ 1 ] . Das zugehörige Schwarze Loch des Quasars existierte, als das Universum etwa 690 Millionen Jahre alt war (etwa 5 Prozent seines heute bekannten Alters von 13,8 Milliarden Jahren ) [ 1 ] .

Der Quasar stammt aus der sogenannten Reionisierungsepoche , als das Universum aus seinem Dunklen Zeitalter hervortrat . [ 5 ] Es wurde nachgewiesen, dass große Mengen Staub und Gas vom Quasar in das interstellare Medium seiner Wirtsgalaxie freigesetzt wurden . [ 2 ]

Beschreibung

ULAS J1342+0928 weist eine gemessene Rotverschiebung von 7,54 auf, was einer mitbewegten Entfernung von 29,36 Milliarden Lichtjahren von der Erde entspricht . [ 1 ] [ 4 ] Bei seiner Entdeckung im Jahr 2017 war er der bis dahin entfernteste beobachtete Quasar. Das heute auf der Erde beobachtete Licht des Quasars wurde weniger als 690 Millionen Jahre nach dem Urknall , also vor etwa 13,1 Milliarden Jahren, emittiert. [ 5 ] [ 9 ]

Die Leuchtkraft des Quasars wird auf etwa4 × 10<sup> 13</sup> Sonnenleuchtkräfte . [ 1 ] Diese Energieausbeute wird von einem supermassereichen Schwarzen Loch erzeugt , dessen Größe auf etwa 4 × 10<sup>13</sup> Sonnenleuchtkräfte geschätzt wird .7,8 × 10⁸ Sonnenmassen . [ 1 ] Laut dem leitenden Astronomen Bañados [ 10 ] „Dieser Quasar ist so hell , dass er eine Goldgrube für Folgeuntersuchungen sein und ein entscheidendes Labor zur Erforschung des frühen Universums darstellen wird .“ [ 5 ]

Bedeutung

Das Licht von ULAS J1342+0928 wurde vor dem Ende des theoretisch vorhergesagten Übergangs des intergalaktischen Mediums von einem elektrisch neutralen zu einem ionisierten Zustand (der Epoche der Reionisierung ) emittiert. Quasare könnten in diesem Prozess, der das Ende des kosmischen Dunklen Zeitalters markierte, eine wichtige Energiequelle gewesen sein. Daher ist die Beobachtung eines Quasars vor diesem Übergang für Theoretiker von großem Interesse. [ 11 ] [ 12 ] Aufgrund ihrer hohen ultravioletten Leuchtkraft gehören Quasare auch zu den besten Quellen für die Untersuchung des Reionisierungsprozesses. Die Entdeckung stellt zudem Theorien zur Entstehung Schwarzer Löcher in Frage, da ein supermassereiches Schwarzes Loch in einem so frühen Stadium der Geschichte des Universums gefunden wurde, das viel größer ist als erwartet. [ 6 ] Dies ist jedoch nicht der erste ferne Quasar, der eine solche Herausforderung darstellt. [ 13 ] [ 14 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ a b c d e f g h i j k Bañados, Eduardo; et al. (6. Dezember 2017). „Ein Schwarzes Loch mit 780 Millionen Sonnenmassen in einem signifikant neutralen Universum bei einer Rotverschiebung von 7,5“. Nature . 553 (7689): 473–476 . arXiv : 1712.01860 . Bibcode : 2018Natur.553..473B . doi : 10.1038/ nature25180 . PMID  29211709. S2CID  205263326 .
  2. ^ a b Venemans, Bram P.; et al. (6. Dezember 2017). „Große Mengen an Staub und Gas in der Wirtsgalaxie eines Quasars bei az = 7,5“ . The Astrophysical Journal Letters . 851 (1): L8. arXiv : 1712.01886 . Bibcode : 2017ApJ...851L...8V . doi : 10.3847/2041-8213/aa943a . hdl : 10150/626419 . S2CID 54545981 . 
  3. ^ a b Mitarbeiter. „Finding the constellation which contains given sky coordinates“ . djm.com . Abgerufen am 6. Dezember 2017 .
  4. ^ a b Wright, Ned (24. April 2016). „Ned Wrights Javascript Cosmology Calculator“ . UCLA . Abgerufen am 7. Dezember 2017 .
  5. ^ a b c d e f Choi, Charles Q. (6. Dezember 2017). „Ältestes jemals entdecktes Monster-Schwarzes Loch ist 780 Millionen Mal massereicher als die Sonne“ . Space.com . Abgerufen am 6. Dezember 2017 .
  6. ^ a b c d Landau, Elizabeth; Bañados, Eduardo (6. Dezember 2017). „Gefunden: Am weitesten entferntes Schwarzes Loch“ . NASA . Abgerufen am 6. Dezember 2017 .„Dieses Schwarze Loch ist in nur 690 Millionen Jahren nach dem Urknall viel größer geworden, als wir erwartet hatten. Das stellt unsere Theorien über die Entstehung Schwarzer Löcher in Frage“, sagte Daniel Stern vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, Mitautor der Studie.
  7. ^ Decarli, Roberto; et al. (September 2017). „Optische Photometrie eines Quasars mit z = 7,54 und seiner Umgebung im Ruhesystem“ . Caltech . Abgerufen am 6. Dezember 2017 .
  8. ^ Michelle Starr (13. Januar 2021). „Astronomen haben das älteste bekannte supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum einer uralten, weit entfernten Galaxie entdeckt .“ Business Insider. ScienceAlert.
  9. ^ Grush, Loren (6. Dezember 2017). „Das entfernteste jemals entdeckte supermassive Schwarze Loch birgt Geheimnisse über das frühe Universum – Wir sehen, wie es aussah, als das Universum noch ein Kleinkind war . “ TheVerge . Abgerufen am 6. Dezember 2017 .
  10. ^ Bañados, Eduardo (2017). „Eduardo Bañados – Biografie/Lebenslauf“ . Carnegie Institution for Science . Archiviert vom Original am 3. Februar 2019 . Abgerufen am 7. Dezember 2017 .
  11. ^ Matson, John (29. Juni 2011). „Brillant, aber fern: Der am weitesten entfernte bekannte Quasar bietet einen Einblick in das frühe Universum“ . Scientific American . Abgerufen am 7. Dezember 2017 .
  12. ^ Willott, C. (2011). „ Kosmologie: Ein Monster im frühen Universum“. Nature . 474 (7353): 583–584 . arXiv : 1106.6090 . Bibcode : 2011Natur.474..583W . doi : 10.1038/474583a . PMID 21720357. S2CID 205065580 .  Vorabdruck dieses Artikels
  13. ^ Davide Castelvecchi (25. Februar 2015). „Junges Schwarzes Loch mit monströsem Wachstumsschub“ . Nature . doi : 10.1038/nature.2015.16989 . S2CID 124969372. Abgerufen am 9. Dezember 2017. Ein Schwarzes Loch, das in den ersten Milliarden Jahren des Universums gigantische Ausmaße erreichte , ist mit Abstand das größte, das je aus dieser frühen Phase entdeckt wurde, wie Forscher bekannt gaben. Das Objekt, das 2013 von Astronomen entdeckt wurde, ist 12 Milliarden Mal so massereich wie die Sonne und sechsmal größer als seine größten bekannten Zeitgenossen. Seine Existenz stellt Theorien zur Entwicklung von Schwarzen Löchern, Sternen und Galaxien in Frage, so die Astronomen. Das Licht des Schwarzen Lochs benötigte 12,9 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen. Astronomen sehen das Objekt also so, wie es 900 Millionen Jahre nach dem Urknall war. „Das ist tatsächlich eine sehr kurze Zeit“, damit ein Schwarzes Loch so groß werden konnte, sagt der Astronom Xue-Bing Wu von der Peking-Universität in Peking. 
  14. ^ „ Entdeckung im frühen Universum wirft Rätsel um das Wachstum Schwarzer Löcher auf“ . Phys.org. 11. Mai 2015. Abgerufen am 9. Dezember 2017. Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) haben drei Quasare entdeckt, die die gängige Lehrmeinung zum Wachstum Schwarzer Löcher infrage stellen. Diese Quasare sind extrem massereich, hätten aber eigentlich nicht genügend Zeit gehabt, diese Masse anzusammeln. Die Astronomen beobachteten Quasare, deren Licht fast 13 Milliarden Jahre benötigte, um die Erde zu erreichen. Folglich zeigen die Beobachtungen diese Quasare nicht in ihrem heutigen Zustand, sondern in ihrem Zustand vor fast 13 Milliarden Jahren, weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. Die betreffenden Quasare besitzen etwa die eine Milliardefache Masse der Sonne. Alle gängigen Theorien zum Wachstum Schwarzer Löcher gehen davon aus, dass Schwarze Löcher, um so massiv zu werden, mindestens hundert Millionen Jahre lang Materie ansammeln und als Quasare hell leuchten müssten. Doch diese drei Quasare erwiesen sich als deutlich kürzer aktiv, nämlich weniger als 100.000 Jahre. „Das ist ein überraschendes Ergebnis“, erklärt Christina Eilers, Doktorandin am MPIA und Hauptautorin der vorliegenden Studie. „Wir verstehen nicht, wie diese jungen Quasare in so kurzer Zeit die supermassereichen Schwarzen Löcher entwickeln konnten, die sie antreiben.“