Dark Energy Camera odhaľuje tajomstvá kvazarových štvrtí v ranom vesmíre

Nedávna štúdia použila pokročilé technológie. Tmavá energetická kamera (DECam) Poskytol hlboké informácie o povahe kvazarových prostredí v ranom vesmíre. Victor M. Blanco 4-metrový ďalekohľad Na medziamerickom observatóriu Cerro Tololo v Čile výskumníci potvrdili, že kvazary – niektoré z najjasnejších objektov vo vesmíre – sú obklopené hustými populáciami menších galaxií. Štúdia prekvapivo odhaľuje aj značný nedostatok galaxií v oblasti okolo týchto kvazarov, čo vedie k prehodnoteniu ich úlohy pri potláčaní tvorby hviezd.

Štvrť Quasar: hustá, no nečakane izolovaná

Kaiser Je známe, že tieto prevádzkujú supermasívna čierna diera Akumulujú obrovské množstvo plynu, vďaka čomu sú jedným z najjasnejších objektov vo vesmíre. Tieto čierne diery sú také veľké, že sa môžu tvoriť iba v oblastiach, kde je dostatok plynu, a preto vedci dlho verili, že kvazary sídlili v najhustejších častiach raného vesmíru. Avšak napriek ich očakávanej prítomnosti vo vysoko obývaných galaktických kopách, Predchádzajúce pozorovania kvazarových prostredí Dosiahli sa zmiešané výsledky. Niektoré štúdie uvádzajú husté oblasti sprievodných galaxií okolo kvazaru, zatiaľ čo iné našli riedke okolie. Nekonzistentnosť v týchto zisteniach mátla astronómov už roky.

V tejto najnovšej štúdii tristan lambertVýskumníci tomu venovali pozornosť Veľké zorné pole DECam A špeciálne filtre na riešenie hádaniek. zameraním sa na kvazary VIK J2348-3054Ktorý sa nachádza v určitej vzdialenosti kvôli predchádzajúcim pozorovaniam. Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA)Tímu sa podarilo zmapovať atmosféru kvazaru v bezprecedentne širokej oblasti oblohy. Podľa Lamberta štúdia ťažila z „dokonalej búrky“ okolností: „Mali sme kvazar, ktorého vzdialenosť bola dobre známa a DECAM Na ďalekohľade Blanco sme získali obrovské zorné pole a presné filtre, ktoré sme potrebovali.“ To pomohlo tímu zistiť 38 sprievodných galaxií siaha do vzdialenosti 60 miliónov svetelných rokov Informácie získané z kvazarov potvrdzujú, že tieto kvazary, ako sa očakávalo, sídlia v husto obývaných oblastiach vesmíru.

Skutočné prekvapenie však nastalo, keď tím preskúmal oblasť bližšie ku kvazaru, s presnosťou na 1000 stôp (300 metrov). 15 miliónov svetelných rokova našiel žiadna galaxiaTáto prázdnota okolo kvazaru naznačuje, že intenzívne žiarenie vyžarované kvazarom môže inhibovať tvorbu nových hviezd v blízkych galaxiách, čo je fenomén, ktorý doteraz nebol jednoznačne pozorovaný. „Niektoré kvazary nemajú chladných susedov,“ vysvetlil Lambert, ktorý teoretizoval, že žiarenie môže byť také silné, že „zohrieva plyn v blízkych galaxiách, čím bráni tomuto kolapsu“ a tým spôsobí kolaps hviezdy úplne.

Riešenie susedskej hádanky kvazaru

Štúdia vrhá svetlo na dlhotrvajúci zmätok o kvazarových prostrediach a vysvetľuje, prečo predchádzajúci výskum priniesol protichodné výsledky. Predchádzajúce maloplošné prieskumy Vnímanie oblastí okolo kvazarov ľuďmi môže byť zmätené iluzórnou prázdnotou oblastí okolo nich. Bez dostatočne širokého pohľadu mohli skoršie pozorovania prehliadnuť veľké zhluky vzdialených sprievodných galaxií, čo by poskytlo neúplný alebo dokonca protichodný obraz prostredia kvazaru. Podľa Lamberta bol úspech tejto štúdie z veľkej časti spôsobený Extrémne široké zorné pole DECamTo bolo dôležité pre detekciu vzdialenejších sprievodných galaxií: „Musíte dosiahnuť skutočne veľkú oblasť,“ povedal a dodal, že tento široký pohľad umožňuje dôkladnejšiu analýzu okolia kvazaru ako kedykoľvek predtým.

Mapovaním oblasti až do 60 miliónov svetelných rokov Z kvazaru bol výskumný tím schopný poskytnúť komplexnejšiu perspektívu. Zistili, že zatiaľ čo kvazary sú skutočne obklopené hustými populáciami sprievodných galaxií, okolo kvazaru je často viditeľná medzera. Neprítomnosť galaxií v tejto oblasti poskytuje prijateľné vysvetlenie, prečo predchádzajúce štúdie priniesli protichodné výsledky. prieskum malého rozsahuV ktorom D.E.C.M. Chýbalo mu široké zorné pole, ktoré ponúka, možno sa zameriava len na blízke, prázdne oblasti okolo kvazarov, a tak chýbajú väčšie, vzdialenejšie kopy galaxií.

Tento neočakávaný objav tiež poskytuje nové chápanie dynamiky spätnej väzby kvazaru, kde intenzívne žiarenie z kvazaru môže narušiť proces spätnej väzby. vznik hviezd V blízkych galaxiách. Táto interferencia môže vysvetľovať, prečo sú galaxie v blízkosti kvazarov neviditeľné alebo chýbajú. Ako vysvetlil Lambert: „Hviezdy v galaxiách vznikajú z plynu, ktorý je taký studený, že sa zrúti vlastnou gravitáciou. Jasné kvazary môžu byť potenciálne také jasné, že zatienia tento plyn v blízkych galaxiách, „aby ho osvetlili a zahriali, a tým ho zastavili.“ kolaps“. Tento objav poukazuje na to, že kvazary môžu hrať dôležitú úlohu pri regulácii tvorby hviezd okolo nich a môžu obnoviť naše chápanie formovania zhlukov galaxií v ranom vesmíre.

Budúce dôsledky pre výskum tvorby kvazarov a galaxií

Pri pohľade do budúcnosti výskumný tím plánuje pokračovať v skúmaní vzťahu medzi kvazarmi a galaxiami okolo nich. Na potvrdenie, či žiarenie emitované z kvazaru skutočne potláča tvorbu hviezd v blízkych galaxiách, sú potrebné ďalšie pozorovania. Lambertov tím už robí dodatočné prípravy spektroskopické pozorovanie Zhromaždiť viac údajov o možnom potlačení tvorby hviezd a rozšíriť veľkosť vzorky štúdiom iných kvazarov v podobných prostrediach. Tieto následné štúdie budú dôležité pri určovaní, či je tento jav jedinečný pre niektoré kvazary, alebo či predstavuje rozšírený vzor v ranom vesmíre.

V blízkej budúcnosti budú vyvinuté pokročilejšie observatóriá ako napr Observatórium NSF-DOE Vera C. Rubin Očakáva sa, že spôsobí revolúciu v našom chápaní kvazarov a ich prostredí. Observatórium poskytne ešte výkonnejšie nástroje na štúdium raného vesmíru, čo astronómom umožní mapovať susedstvá kvazarov s ešte väčšou presnosťou. „Očakávame, že výrazne zvýšime produktivitu s pripravovaným observatóriom NSF-DOE Vera C. Rubin,“ povedal chris davisprogramový riaditeľ NSF NoirLabČo zdôraznilo úsilie o spoluprácu medzi Národnou vedeckou nadáciou a Ministerstvom energetiky, ktoré umožnilo túto štúdiu.

Tento výskum je dôležitým krokom k pochopeniu toho, ako kvazary interagujú s ich prostredím. Široké možnosti DECam A presné merania vzdialeností, ktoré poskytuje ALMA, otvorili nové možnosti pre štúdium raného vesmíru. Táto štúdia zvýraznením hustej populácie galaxií obklopujúcich kvazary a neočakávanej prázdnoty v ich blízkosti ponúka jemnejší pohľad na vesmír počas jeho formačných fáz. Keď budúce pozorovania spresnia tieto zistenia, možno čoskoro budeme mať jasnejšie pochopenie toho, ako supermasívna čierna dieraGalaxie, kvazary a kopy galaxií sa v ranom vesmíre spoločne vyvinuli a vytvorili vesmír, ktorý vidíme dnes.