Kvazari su užareni centri aktivnih galaksija, sa nezasitom supermasivnom crnom rupom koja troši ogromne količine materije iz okolnog gasa i zvezda stvarajući svetao prsten koji zasenjuje ostatak galaksije domaćina i spada među najsjajnije objekte u svemiru.

Astronomi MIT-a su po prvi put posmatrali neuhvatljivu svetlost zvezda u galaksijama domaćinima koja okružuje neke od najranijih kvazara, starih više od 13 milijardi godina.

„Nakon što je svemir nastao, pojavile su se crne rupe koje su trošile materijal i za vrlo kratko vreme narasle“, kaže autor studije Minghao Yue, postdoktor na MIT-ovom Kavli institutu za astrofiziku i istraživanje svemira. „Jedno od velikih pitanja je kako su te čudovišne crne rupe mogle tako brzo da postanu tako velike.”

„Ove crne rupe su milijarde puta masivnije od Sunca, u vremenu kada je univerzum još uvek u povoju“, kaže autorka studije Anna-Christina Eilers,, docentka fizike na MIT-u. „Naši rezultati impliciraju da su u ranom univerzumu supermasivne crne rupe dobile masu pre nego što su to učinile njihove galaksije domaćini, a početna semena crne rupe su mogla biti masivnija nego danas.”

Ekstremno sjajni kvazari su otkriveni 1960-ih. Pretpostavljalo se da njihova svetlost dolazi iz „kvazizvezdanog“ objekta ili “kvazara”. Od prvih zapažanja znalo se da oni nisu zvezdanog porekla, već potiču iz nakupljanja supermasivnih crnih rupa u centru galaksija.

Idvojiti svetlosti zvezda galaksije domaćina od svetlosti centralne crne rupe kvazara je kao razaznavanje polja svitaca oko sjajnog reflektora. Svemirski teleskop Džejms Veb (STDžV), sa mnogo većom osetljivošću i rezolucijom je u stanju da zaviri dublje u materiju i dalje u prošlost.

Za dobijanje podataka o šest drevnih kvazara Yue i Eilers koriste STDžV od jeseni 2022. u više od 120 sati posmatranja. „Kvazar nadmašuje svoju galaksiju domaćina. Prethodne slike nisu bile dovoljno oštre da bi se razlikovalo kako izgleda galaksija domaćin sa svim svojim zvezdama“, kaže Yue. „Sada smo po prvi put u mogućnosti da otkrijemo svetlost ovih zvezda modelirajući STDžV-ove slike tih kvazara.”

Pregledani su podaci STDžV svih šest kvazara, starih oko 13 milijardi godina. Podaci su uključivali merenja svetlosti svakog kvazara u različitim talasnim dužinama..

Modelovanjem je razdvojeno svetlo svakog kvazara na dve komponente: svetlost sa svetlećeg diska centralne crne rupe i difuzna svetlost zvezda galaksije domaćina. Količina svetlosti iz oba izvora je odraz njihove ukupne mase. Procena je za ove kvazare da je odnos između mase centralne crne rupe i mase galaksije domaćina oko 1:10. Ovo je u suprotnosti sa odnosom mase danas od 1:1.000, u kojoj nedavno formirane crne rupe imaju mnogo manju masu u poređenju sa njihovim galaksijama domaćinima.

„Ovo nam govori o tome šta prvo raste: da li prvo raste crna rupa, a onda galaksija? Ili prve rastu galaksija i zvezde, a onda regulišu rast crne rupe?" Eilers objašnjava. „Vidimo da crne rupe u ranom univerzumu izgledaju veće od svojih galaksija domaćina. To je provizorni dokaz da je početno seme crne rupe tada moglo biti masovnije."

„Mora da je u tih prvih milijardu godina postojao neki mehanizam da crna rupa dobije svoju masu ranije od svoje galaksije domaćina “, dodaje Yue. „To je nekako prvi dokaz koji vidimo za ovo, što je uzbudljivo. Rad je objavljen u časopisu Astrophisical Journal.

Slika teleskopa Džejms Veb prikazuje kvazar J0148 zaokružen crvenom bojom. Dva umetka pokazuju, na vrhu, centralnu crnu rupu, a na dnu, emisiju zvezda iz galaksije domaćina.

https://physics.mit.edu/.../mit-astronomers-observe.../

SVE JE FIZIKA Miša Bracić