Potężny kwazar w bardzo wczesnym wszechświecie. Nie wiadomo, jak powstała jego czarna dziura
Czasami zdarza się tak, że astronomowie podczas obserwacji natrafiają na obiekt, którego teoretycznie nie powinno być tam gdzie go obserwują. Tak było gdy po raz pierwszy astronomowie odkryli planetę gazową, która krążyła niezwykle blisko swojej gwiazdy, tzw. gorącego jowisza. I tak samo jest teraz, kiedy w danych pojawia się olbrzymi kwazar, który zasadniczo nie miał kiedy powstać.
Kwazary to jedne z najbardziej energetycznych obiektów we wszechświecie. Choć na zdjęciach z największych teleskopów przypominają gwiazdy, to w rzeczywistości są to bardzo jasne centra aktywnych galaktyk, w których znajdują się supermasywne czarne dziury pochłaniające ogromne ilości materii ze swojego otoczenia. Gaz, pył i gwiazdy zbliżające się do czarnej dziury silnie się rozgrzewają, przez co samo otoczenie czarnej dziury świeci jaśniej niż cała galaktyka i jest widzialne z odległości kosmologicznych.
W centrum kwazaru skatalogowanego pod oznaczeniem J1007+2115, a następnie nazwanego Pōniuāʻena znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 1,5 miliarda mas Słońca.
Czym ten kwazar różni się od innych?
Wstępne obliczenia wskazują, że promieniowanie kwazara potrzebowało 13,02 mld lat, aby dotrzeć do Ziemi. Oznacza to, że obserwujemy ten obiekt takim jakim był zaledwie 700 mln lat po Wielkim Wybuchu.
Skoro 700 mln lat po Wielkim Wybuchu istniały już czarne dziury o masie ponad miliarda mas Słońca, to obecne teorie nie są w stanie wytłumaczyć ich powstania. Tak masywne czarne dziury nie mogą powstać w trakcie kolapsu pojedynczej gwiazdy i pochłaniania otaczającej je materii – nie było na to wystarczająco dużo czasu.
Jedna z teorii mówi, że obiekt ten musiał być pierwotną czarną dziurą, która powstała już 100 mln lat po Wielkim Wybuchu i od początku miała masę minimum 10 000 mas Słońca.
Początki wszechświata nie sprzyjały powstawaniu takich potworów
Według naszej obecnej wiedzy tuż po Wielkim Wybuchu atomy były zbyt oddalone od siebie, aby wchodzić ze sobą w interakcje, dzięki czemu mogłyby tworzyć gwiazdy czy galaktyki. Pierwsze obiekty tego typu zaczęły powstawać dopiero 400 mln lat po Wielkim Wybuchu, w tzw. epoce rejonizacji.
Dopiero gdy wszechświat rozświetliły pierwsze gwiazdy, ich promieniowanie zaczęło jonizować otaczający je gaz, odzierając atomy wodoru z elektronów.
Sam fakt odkrycia kwazara Pōniuāʻena tak głęboko w epoce rejonizacji pozwala mieć nadzieję, że rzuci on nowe światło zarówno na proces powstawania kwazarów, jak i na inne procesy zachodzące w tym unikalnym początkowym okresie historii wszechświata.
Pōniuāʻena nie jest rekordzistą
Dwa lata temu astronomowie odkryli najodleglejszy dotąd kwazar. Obiekt J1342+0928 jest dwa miliony lat starszy od Pōniuāʻena. Swoją drogą to zdumiewająco mała różnica: Jak na odległość 13,02 mld lat świetlnych, to precyzja do 2 mln lat świetlnych jest godna podziwu.