Najjaśniejszy z dotychczas wykrytych kwazarów

Z naszego punktu widzenia najjaśniejszym obiektem nieba jest Słońce. Jednak w rzeczywistości istnieją obiekty dużo od niego jaśniejsze – to kwazary, czyli wyjątkowo silne centra dalekich galaktyk. Właśnie odkryto jak dotąd najjaśniejszy z nich.

Kwazar J043947.08+163415.7 świeci z jasnością blisko 600 trylionów Słońc. Dlaczego więc dostrzeżono go dopiero teraz? Powód okazuje się jednak prosty: obiekt ten znajduje się, mówiąc obrazowo, na drugim krańcu znanego nam Wszechświata, a konkretniej – w odległości aż 12,8 miliarda lat świetlnych. Został zauważony jedynie dzięki ciekawemu zjawisku fizycznemu znanemu jako soczewkowanie grawitacyjne. Polega ono na tym, że silne pole grawitacyjne działające w pobliżu bardzo masywnych obiektów (takich jak galaktyki) zagina zbliżające się do nich promienie światła emitowane przez w rzeczywistości dużo bardziej odległe obiekty kosmiczne.

W tym konkretnym przypadku światło kwazara jest zniekształcone, ale i wzmocnione przez galaktykę znajdującą się mniej więcej w połowie drogi pomiędzy nim a Ziemią. Efektywnie zwiększa ona jasność kwazara, i to aż pięćdziesiąt razy (rozdziela i multiplikuje przy okazji jego obraz, dzięki czemu ten sam kwazar możemy zobaczyć na niebie w trzech różnych miejscach naraz).

Kwazar - wizja artystyczna

Na ilustracji: Kwazar J043947.08+163415.7 – wizja artystyczna. Źródło: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

Bez tego nie tylko jego wykrycie, ale i zbadanie nie byłoby możliwe. Dzięki zjawisko soczewkowania naukowcy mogli jednak przyjrzeć się uważniej masie gazu krążącej wokół czarnej dziury w kwazarze oraz ocenić jej wpływ na materię zawartą w jego macierzystej galaktyce. Okazuje się, że choć ogromna jasność kwazara na pewno wynika również z akrecji gazu i pyłu, które ogrzewają się i świecą podczas powolnego opadania w czarną dziurę w jego centrum, to może być też ona rezultatem intensywnego formowania się gwiazd. Astronomowie oszacowali, że galaktyka ta wytwarza nawet dziesięć tysięcy gwiazd rocznie. Dla porównania: Droga Mleczna produkuje średnio zaledwie jedną gwiazdę na rok.

Fakt, że tak jasny kwazar był niezauważany przez długi czas, uwydatnia również potencjalną wadę w metodologii poszukiwania tego rodzaju obiektów. Do niedawna sądzono, że ze względu na swą odległość od nas większość kwazarów powinna być wykrywana jako obiekty silnie poczerwienione. Jednak autorzy publikacji uważają, że wiele kwazarów może być z naszego punktu widzenia przesłaniana przez znajdujące się dużo bliżej galaktyki, a wówczas ich widome barwy mogą stawać się dużo bardziej niebieskie, a ich obraz jest silnie rozmyty.

Odkrycie J043947.08+163415.7, pierwszego kwazara o przesunięciu ku czerwieni z>6 zaobserwowanego dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu, stanowi istotny przełom w naszym rozumieniu wczesnego Wszechświata. Autorzy pracy sugerują, że populacja kwazarów na tej wartości redshiftu powinna zawierać wiele podobnych źródeł. Współczesne kryteria selekcji mogą pomijać znaczną liczbę kwazarów na z>6 z powodu zanieczyszczenia badanych pasm fotometrycznych przez galaktyki soczewkujące.

Czy naukowcy wykryją teraz – mając tę wiedzę – więcej tak jasnych i odległych kwazarów? Wpłynęłoby to znacząco na znaną funkcję świecenia (jasności) kwazarów na z>6 i dałoby nam nowe informacje o rozkładzie mas wczesnych czarnych dziur, z poważnymi implikacjami dla całej kosmologii obserwacyjnej.

soczewka grawitacyjna