Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra quasar xa thứ hai từng được tìm thấy. Đây là chuẩn tinh đầu tiên nhận được một tên Hawaii bản địa, Poniua’ena. Dữ liệu cho thấy lỗ đen khổng lồ cung cấp năng lượng cho Poniua’ena rất lớn một cách đáng ngạc nhiên, thách thức các lý thuyết hiện tại về cách các lỗ đen siêu lớn hình thành và phát triển trong vũ trụ trẻ.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra quasar xa thứ hai từng được tìm thấy bằng cách sử dụng ba Đài quan sát Maunakea ở Đài thiên văn Hawai’i: WM Keck, Đài quan sát Gemini quốc tế, Chương trình của NOIRLab của NSF và Kính viễn vọng Hồng ngoại thuộc Vương quốc Anh thuộc Vương quốc Anh ). Đây là chuẩn tinh đầu tiên nhận được một cái tên Hawaii bản địa, Poniua’ena, có nghĩa là “nguồn sáng tạo quay vô hình, được bao quanh bởi sự sáng chói” trong ngôn ngữ Hawaii.
Poniua’ena chỉ là quasar thứ hai được phát hiện ở khoảng cách tính theo độ dịch chuyển vũ trụ lớn hơn 7,5 và nó chứa một lỗ đen lớn gấp đôi so với các quasar khác được biết trong cùng thời đại. Sự tồn tại của những lỗ đen khổng lồ này vào thời điểm đầu tiên thách thức các lý thuyết hiện tại về cách các lỗ đen siêu lớn hình thành và phát triển trong vũ trụ trẻ.
Nghiên cứu đã được chấp nhận trong Tạp chí Vật lý thiên văn (Astrophysical Journal Letters) .
Quasar là những vật thể mạnh nhất trong vũ trụ được cung cấp bởi các lỗ đen siêu lớn của chúng và kể từ khi phát hiện ra, các nhà thiên văn học đã rất muốn xác định khi nào chúng xuất hiện lần đầu tiên trong lịch sử vũ trụ của chúng ta. Bằng cách tìm kiếm một cách có hệ thống những vật thể quý hiếm này trong các cuộc khảo sát bầu trời diện rộng, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra chuẩn tinh xa nhất (có tên là J1342 + 0928) vào năm 2018 và bây giờ là Poniua’ena (hay J1007 + 2115) ở xa thứ hai, ở độ lệch 7.515). Ánh sáng nhìn thấy từ Poniua’ena du hành xuyên vũ trụ trong hơn 13 tỷ năm kể từ khi rời khỏi quasar chỉ 700 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Các quan sát quang phổ từ Đài thiên văn Keck và Đài quan sát Song Tử cho thấy lỗ đen siêu lớn cung cấp năng lượng cho Poniua’ena lớn gấp 1,5 tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta.
Poniua’ena là vật thể xa nhất được biết đến trong vũ trụ chứa một lỗ đen vượt quá một tỷ khối lượng mặt trời “, Jinyi Yang, một nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đài quan sát Steward của Đại học Arizona và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Để một lỗ đen có kích thước này hình thành sớm trong vũ trụ, nó cần phải bắt đầu như một lỗ đen “hạt giống” 10.000 khối lượng mặt trời khoảng 100 triệu năm sau Vụ nổ lớn, thay vì phát triển từ một lỗ đen nhỏ hơn nhiều được hình thành bởi sự sụp đổ của một ngôi sao duy nhất.
“Làm thế nào vũ trụ có thể tạo ra một lỗ đen khổng lồ sớm như vậy trong lịch sử của nó?” Xiaohui Fan, giáo sư của Regents và phó trưởng khoa của Khoa Thiên văn học tại Đại học Arizona cho biết. “Phát hiện này đưa ra thách thức lớn nhất đối với lý thuyết về sự hình thành và phát triển của lỗ đen trong vũ trụ sơ khai.”
Lý thuyết hiện tại nắm giữ sự ra đời của các ngôi sao và thiên hà như chúng ta biết chúng bắt đầu trong Kỷ nguyên tái sinh, bắt đầu khoảng 400 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Sự phát triển của các lỗ đen khổng lồ đầu tiên được cho là đã xảy ra trong cùng thời đại đó trong lịch sử vũ trụ.
Việc phát hiện ra các quasar như Poniua’ena, đi sâu vào kỷ nguyên tái sinh, là một bước tiến lớn để hiểu được quá trình tái tạo này và sự hình thành các lỗ đen siêu lớn đầu tiên và các thiên hà khổng lồ. Poniua’ena đã đặt ra những hạn chế mới và quan trọng đối với sự phát triển của vật chất giữa các thiên hà (môi trường liên thiên hà) trong kỷ nguyên tái sinh.
“Poniua’ena hoạt động giống như một ngọn hải đăng vũ trụ. Khi ánh sáng của nó đi theo hành trình dài tới Trái đất, quang phổ của nó bị thay đổi bởi khí khuếch tán trong môi trường liên thiên hà cho phép chúng ta xác định chính xác khi xảy ra Kỷ nguyên tái sinh”, Joseph Hennawi, đồng tác giả , một giáo sư tại Khoa Vật lý tại Đại học California, Santa Barbara.
PHƯƠNG PHÁP
Nhóm của Yang lần đầu tiên phát hiện ra Poniua’ena như một chuẩn tinh có thể sau khi kết hợp với các cuộc khảo sát khu vực rộng lớn như Khảo sát bán cầu UKIRT và dữ liệu từ kính viễn vọng Pan-STARRS1 của Đại học Hawaii trên đảo Maui.
Vào năm 2019, các nhà nghiên cứu đã quan sát vật thể bằng thiết bị GNIRS của Gemini Đài thiên văn cũng như Máy quang phổ siêu âm hồng ngoại gần đài quan sát Keck (NIRES) để xác nhận sự tồn tại của Poniua’ena.
“Dữ liệu sơ bộ từ Gemini cho thấy đây có thể là một khám phá quan trọng. Nhóm chúng tôi đã quan sát thời gian dự kiến tại Keck chỉ vài tuần sau đó, hoàn toàn đúng lúc để quan sát chuẩn tinh mới bằng máy quang phổ NIRES của Keck để xác nhận độ dịch chuyển cực cao của nó và đo khối lượng của lỗ đen của nó, “đồng tác giả Aaron Barth, giáo sư khoa Vật lý và Thiên văn học tại Đại học California, Irvine cho biết.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đài thiên văn WM Keck . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tạp chí tham khảo :