Et samarbejde mellem Euclid Space Telescope og jordbaserede observatorier som Subaru Telescope har resulteret i identifikation af 31 hidtil usete kvasarer i det tidlige univers. Drevet af supermassive sorte huller sætter to af disse objekter en ny milepæl, idet de er den fjerneste og ældste nogensinde registreret af astronomi. Billeder taget af Subaru’s bredfeltskamera var afgørende for denne afsløring.
Se de fjerneste kvasarer og deres epokerekord
Disse aktive galaktiske kerner, kendt som kvasarer, repræsenterer utroligt lysende områder, drevet af supermassive sorte huller i galaksernes hjerter. Den intense frigivelse af energi opstår, når stof tiltrækkes af disse kolossale genstande og udsender kraftigt lys. En kvasars udstråling overgår ofte lysstyrken af dens egen værtsgalakse, hvilket gør dem til værdifulde værktøjer til at undersøge det tidlige kosmos.
I deres mest primitive tilstand fungerer kvasarer som autentiske kosmiske “tidsmaskiner”, der giver et vindue ind i universets barndom. Ved at analysere disse fænomener kan astronomerne opklare mysterierne omkring dannelsen og væksten af de første galakser og supermassive sorte huller. At forstå dets eksistens er afgørende for at spore udviklingen af kosmos til det nuværende scenarie.
Kompleksiteten og lysstyrken af kvasarer i kunstnerisk repræsentation
Søgen efter kvasarer i universets tidlige stadier har været et konstant mål for astronomi i mange årtier. I løbet af de sidste ti år har undersøgelser udført af Subaru-teleskopet formået at identificere cirka to hundrede af disse primordiale objekter, især med fokus på dem med lavere lysintensitet. Men når det kom til de mest ekstreme afstande, over 13 milliarder lysår, var antallet af kendte kvasarer utilstrækkeligt til at give et fuldstændigt billede af deres befolkning.
Observationsscenariet blev radikalt ændret med lanceringen af Euclid-missionen af European Space Agency (ESA). Euclid-teleskopet blev lanceret i 2023 og integrerer et stort synsfelt med forbedret følsomhed, hvilket muliggør detektering af kvasarer mellem 10 og 100 gange svagere end dem, der er identificeret i tidligere store undersøgelser.
Tidligere var det videnskabelige samfund kun opmærksomt på ni kvasarer med rødforskydninger over 7, men denne nye opdagelse tilføjer tolv flere til denne gruppe. Det er bemærkelsesværdigt, at objekterne EUCL J172902.75+641018.1 (rødforskydning 7.77) og EUCL J125308.55+705432.3 (rødforskydning 7.69) skiller sig ud som de fjerneste kvasarer, der nogensinde er identificeret. De er mere end 13 milliarder lysår fra Jorden, der stammer fra en periode blot 670 millioner år efter Big Bang.
Den bemærkelsesværdige afsløring inkorporerede også optisk billeddannelsesinformation fra Subaru-teleskopets Hyper Suprime-Cam (HSC). Masafusa Onoue, en forsker ved Waseda University og medlem af det internationale Euclid-team, understreger vigtigheden af at kombinere Euclids infrarøde data med optiske observationer ved kortere bølgelængder. Ifølge ham, for at lokalisere kvasarer i det tidlige univers, er det vigtigt at identificere dem, der skinner intenst i det infrarøde, men brat mindsker deres lysstyrke i det synlige lysområde. HSC-rekordene var afgørende for at finpudse listen over kandidater og udvælge de to kvasarer, der nu har titlen som fjernest.
Sammen med andre observatorier placeret på Maunakea spiller Subaru-teleskopet en vigtig støtterolle for Euklid-missionen og giver øjebliksbilleder af himlen på den nordlige halvkugle. Afsløringen af flere fjerntliggende kvasarer på dette tidlige stadie af undersøgelsen understreger det robuste samarbejde mellem Euclid og jordbaserede observationsstationer.
Euclid, der blev lanceret i juli 2023, med kortlægningsoperationer, der begynder i februar 2024, er designet til at katalogisere milliarder af galakser og afdække universets enorme tredimensionelle struktur. De seneste resultater stammer fra blot atten måneders data og markerer begyndelsen på en lang rejse. I løbet af sin seks-årige mission forventes teleskopet at identificere hundredvis af kvasarer i kosmos urfase, hvilket bidrager væsentligt til forståelsen af dannelsen og udviklingen af galakser og supermassive sorte huller.
Omfanget af kosmisk kortlægning og positionen af de nye rekordholdere
“På trods af den omfattende forskning, der allerede er udført, forbliver den hurtige dannelse og vækst af supermassive sorte huller, med masser milliarder af gange større end Solens, i de tidlige stadier af universet en gåde. Med valideringen af denne nye afstandsrekord er dette mysterium blevet endnu mere fremtrædende”, kommenterer Masafusa Onoue og forstærker det centrale spørgsmål.
Yoshiki Matsuoka fra Ehime University, som er en del af opdagelsesholdet og mangeårig leder i at efterforske fjerne kvasarer med Subaru-teleskopet, bemærker: “Det er imponerende, at Euclid på så kort en periode har opnået et succesniveau, der har overgået årtiers jordbaserede undersøgelser på endog store afstande og vil afsløre endnu større afstande. selv tidligere kosmiske epoker. Til dette formål vil fortsat overvågning med Subaru-teleskopet være afgørende for at afgøre, hvor langt tilbage i den kosmiske fortid.