Các nhà thiên văn học đã sử dụng một máy ảnh tiên tiến gắn trên một trong những kính thiên văn lớn nhất thế giới để khám phá 83 quasar mới - được cung cấp bởi các lỗ đen trung tâm, siêu lớn - trong vũ trụ rất sơ khai.
Dưới đây là 100 quasar - được cho là được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của chúng - được xác định thông qua dữ liệu từ Hyper Suprime-Cam được gắn trên Kính viễn vọng Subaru. 7 hàng đầu đại diện cho 83 khám phá mới. 2 hàng dưới cùng đại diện cho 17 chuẩn tinh đã biết trước đó trong khu vực khảo sát. Hình ảnh qua NAOJ
Các nhà thiên văn học cho biết vào ngày 13 tháng 3 năm 2019, họ đã phát hiện ra 83 quasar mới, được cung cấp bởi các lỗ đen siêu lớn ở lõi của chúng, trong vũ trụ rất xa và do đó rất sớm. Chuẩn tinh là những vật thể cực kỳ phát sáng trong vũ trụ sơ khai. Chúng ánh sáng rực rỡ đến nỗi chúng ta có thể thấy chúng tỏa sáng, thậm chí trên khoảng cách lớn này. Những cái mới này được cho là xuất phát từ thời điểm vũ trụ chưa đến 10% so với thời đại hiện tại. Các nhà thiên văn học cho biết họ đã thực hiện các khám phá bằng cách sử dụng một thiết bị tiên tiến, máy ảnh trường rộng Hyper Suprime-Cam được gắn trên Kính viễn vọng Subaru. Họ nói rằng khám phá của họ:
Sự gia tăng số lượng các lỗ đen được biết đến ở thời điểm đó đáng kể, và lần đầu tiên, tiết lộ rằng các lỗ đen siêu lớn phổ biến như thế nào là sớm trong lịch sử Vũ trụ. Ngoài ra, cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về tác động của các lỗ đen đối với trạng thái vật lý của khí trong vũ trụ sơ khai trong một tỷ năm đầu tiên.
Bạn muốn xem một trong những chuẩn tinh mới? Bạn có thể GÓI. Họ chỉ đơn giản là quá xa. Hình ảnh dưới đây cho thấy một trong những chuẩn tinh mới được phát hiện. Nó rất ấn tượng, khi bạn nhớ rằng ánh sáng của nó đã đến với chúng ta từ hơn 13 tỷ năm trước.
Ánh sáng từ một trong những quasar xa nhất được biết đến, được cung cấp bởi một lỗ đen siêu lớn ở lõi của nó, cách Trái đất khoảng 13,05 tỷ năm ánh sáng. Các vật thể khác trong lĩnh vực này chủ yếu là các ngôi sao trong Dải Ngân hà của chúng ta và các thiên hà được nhìn thấy dọc theo đường ngắm. Hình ảnh qua Hyper Suprime-Cam / Kính viễn vọng Subaru / NAOJ.
Hãy nói chuyện trong một phút về cách các nhà thiên văn học phát hiện ra tất cả các quasar chạy bằng lỗ đen mới này. Nhóm nghiên cứu do Yoshiki Matsuoka thuộc Đại học Ehime ở Nhật Bản dẫn đầu đã sử dụng dữ liệu được chụp bằng một thiết bị có tên Hyper Suprime-Cam, gắn trên một trong những kính viễn vọng lớn nhất thế giới, Kính viễn vọng Subaru của Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, nằm trên đỉnh Mauna Kea ở Hawaii.
Hyper Suprime-Cam, các nhà thiên văn học cho biết, đặc biệt mạnh mẽ ở chỗ nó có tầm nhìn cực lớn, gấp bảy lần diện tích của mặt trăng tròn. Nhóm Hyper Suprime-Cam hiện đang tham gia vào một cuộc khảo sát bầu trời bằng 300 đêm thời gian của kính viễn vọng, trải dài trong năm năm. Cuộc khảo sát cho thấy 83 quasar rất xa chưa được biết đến trước đây, có lẽ có lỗ đen siêu lớn ở lõi của chúng.
Cùng với 17 quasar đã được biết đến trong khu vực khảo sát, Matsuoka và cộng tác viên đã phát hiện ra rằng - trong vũ trụ sơ khai, vào thời điểm vũ trụ chưa đến 10% trong thời đại hiện tại - có khoảng một lỗ đen siêu lớn trong mỗi khối không gian một tỷ năm ánh sáng ở một bên. Họ nói rằng:
Các quasar được phát hiện cách Trái đất khoảng 13 tỷ năm ánh sáng; nói cách khác, chúng ta đang nhìn thấy chúng khi chúng tồn tại 13 tỷ năm trước. Thời gian trôi qua kể từ Vụ nổ lớn đến kỷ nguyên vũ trụ đó chỉ bằng 5% thời đại vũ trụ hiện tại (13,8 tỷ năm), và điều đáng chú ý là các vật thể dày đặc như vậy có thể hình thành ngay sau Vụ nổ lớn. Quasar xa nhất được phát hiện bởi nhóm nghiên cứu cách xa 13,05 tỷ năm ánh sáng, được gắn cho lỗ đen siêu lớn thứ hai xa nhất từng được phát hiện.
Nghệ sĩ khái niệm về thiết bị Hyper Suprime-Cam trên Kính viễn vọng Suburu. Nó là một máy ảnh kỹ thuật số khổng lồ; chiều cao của nó cao hơn một con người và nặng khoảng ba tấn. Máy ảnh có một trường nhìn rộng đặc biệt. Hình ảnh qua NAOJ.
Bây giờ, ở đây, nhiều hơn về những lỗ đen khổng lồ ở trung tâm của các quasar. Không có các lỗ đen, các quasar sẽ chỉ là các thiên hà bình thường trong vũ trụ sơ khai. Không có gì để cung cấp năng lượng tuyệt vời cho họ, và do đó chúng tôi không bao giờ thấy chúng. Nhưng, thực sự, các lỗ đen siêu lớn phải ở đó. Các lỗ đen siêu lớn - mặc dù cũ hơn, yên tĩnh hơn - cũng được tìm thấy trong các thiên hà gần đó. Có cả một hố đen siêu lớn tương đối yên tĩnh ở trung tâm dải ngân hà của chúng ta. Một tuyên bố từ Đài thiên văn quốc gia Nhật Bản đã giải thích:
Các lỗ đen siêu lớn được tìm thấy tại trung tâm của các thiên hà và có khối lượng hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần so với mặt trời. Mặc dù chúng phổ biến trong vũ trụ ngày nay, nhưng không rõ khi nào chúng mới hình thành và có bao nhiêu trong số chúng tồn tại trong vũ trụ sơ khai xa xôi.
Trong khi các lỗ đen siêu lớn ở xa được xác định là các quasar, chúng tỏa sáng khi khí tích tụ vào chúng (xem khái niệm nghệ sĩ dưới đây), các nghiên cứu trước đây chỉ nhạy cảm với các quasar phát sáng nhất rất hiếm, và do đó là các lỗ đen lớn nhất.
Những khám phá mới thăm dò quần thể các lỗ đen siêu lớn với khối lượng đặc trưng của các lỗ đen phổ biến nhất được thấy trong vũ trụ ngày nay, và do đó làm sáng tỏ nguồn gốc của chúng.
Matsuoka nói:
Các chuẩn tinh mà chúng tôi phát hiện ra sẽ là một chủ đề thú vị để theo dõi thêm với các cơ sở hiện tại và tương lai. Chúng ta cũng sẽ tìm hiểu về sự hình thành và tiến hóa sớm của các lỗ đen siêu lớn, bằng cách so sánh mật độ số đo và phân bố độ sáng với các dự đoán từ các mô hình lý thuyết.
Dựa trên các kết quả đạt được cho đến nay, nhóm nghiên cứu cho biết họ đang tìm kiếm các lỗ đen siêu lớn còn xa hơn và để lộ kỷ nguyên khi lỗ đen siêu lớn đầu tiên xuất hiện trong vũ trụ.
Nghệ sĩ khái niệm của một quasar. Một lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của nó. Năng lượng hấp dẫn của vật chất tích tụ vào lỗ đen siêu lớn được giải phóng dưới dạng ánh sáng, và do đó, các quasar cực kỳ phát sáng và có thể nhìn thấy trong hàng tỷ năm không gian ánh sáng. Hình ảnh qua Yoshiki Matsuoka.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học đã sử dụng máy ảnh trường rộng tiên tiến, Hyper Suprime-Cam - được gắn trên một trong những kính viễn vọng lớn nhất thế giới, Kính viễn vọng Subaru ở Hawaii - để khám phá 83 quasar mới. Các quasar được cho là được cung cấp bởi các lỗ đen trung tâm, siêu lớn. Chúng tôi đã nhìn thấy chúng vào thời điểm vũ trụ chưa đến 10% so với thời đại hiện tại.