Pekingin yliopiston professorin Xue-Bing Wun johtama tutkijaryhmä on löytänyt kirkkaimman tunnetun kvasaarin, jonka voimanlähteenä on valtaisa musta aukko. SDSS J0100+2802 loistaa ennätykselliset 420 biljoonaa kertaa Aurinkoa suuremmalla säteilyteholla.

Tai loisti: kvasaarilla on etäisyyttä 12,8 miljardia valovuotta, joten sen säteily on lähtenyt matkaan, kun maailmankaikkeudella oli ikää vasta noin miljardi vuotta.Todennäköisesti kvasaarin loiste on hiipunut jo aikakausia sitten.

Vajaan miljardin vuoden ikäinen universumi oli muuttumassa radikaalisti, kun ensimmäisten galaksi- ja kvasaarisukupolvien säteily päätti "kosmisen pimeän kauden". Toistaiseksi onkin arvoitus, miten näin suuri musta aukko on voinut muodostua pian sen jälkeen, kun ensimmäiset tähdet ja galaksit vasta alkoivat loistaa.

Kvasaarit ovat nuorten galaksien kehitysvaiheita. Tähtijärjestelmän keskuksessa olevalla mustalla aukolla on runsaasti kaasua ahmittavanaan ja sen ympärille muodostuvan kertymäkiekon ilmiöt saavat aikaan kvasaarin suuren kirkkauden. Kun purtava loppuu, musta aukko rauhoittuu ja kvasaari sammuu – jos asian ilmaisee hyvin yksinkertaistetusti.

Vaikka suurin osa kvasaareista on etäällä meistä, näin kaukaiset ovat harvinaisuuksia. Vuodesta 1963 lähtien kosmisia majakoita on löydetty yli 200 000, mutta ainoastaan neljänkymmenen etäisyys on yli 12,7 miljardia valovuotta. Vaikka miljardin vuoden ikäinen maailmankaikkeus oli paljon nykyistä pienempi, kvasaareja oli silti harvassa. Niiden kukoistuskausi oli vasta alkamassa.

 

Kuva: Zhaoyu Li / Yunnan Observatory / Sloan Digital Sky Survey

Monsterikvasaarin punasiirtymä on 6,3, kun "ennätys" on tällä hetkellä 7,085. Se ei siis ole etäisin kvasaari, mutta ero ei ole suuri: kaukaisin tunnettu kvasaari on 13 miljardin valovuoden etäisyydellä. SDSS J0100+2802 on seitsemän kertaa sitä kirkkaampi ja kaukaisin kvasaari, joka on löytynyt ainoastaan 2,4-metrisellä kaukoputkella.

Yllä vasemmalla olevaan kaavioon on sijoitettu kvasaareja niiden mustan aukon massan ja säteilytehon mukaisesti. Oikeanpuoleisessa kuvassa näkyvä SDSS J0100+2802 on kummankin suhteen omilla kymmenluvuillaan.
 
Myös Linnunradan keskuksessa on supermassiivinen musta aukko, joka on todennäköisesti tehnyt kauan sitten omasta kotigalaksistamme kvasaarin. Nyt löytynyt kohde on kuitenkin aivan toista luokkaa. Linnunradan mustan aukon massa on noin kolme miljoonaa Auringon massaa, mutta SDSS J0100+2802 -kvasaarin "moottori" on 4 000 kertaa massiivisempi.

 

Kuva: John Hill / LBTO

Vaikka SDSS J0100+2802 säteilee hyvin voimakkaasti, suuren etäisyyden takia se näkyy taivaalla vain himmeänä valopisteenä. Kvasaarin tutkimiseen käytettiinkin kovan luokan kalustoa eri puolilla maailmaa.

Havaintoja tehtiin 2,4 metrin Lijiang-teleskoopilla Yunnanissa Kiinassa, 6,5-metrisellä MMT:llä (Multiple Mirror Telescope) ja 8,4-metrisellä LBT:llä (Large Binocular Telescope; kuvassa yllä) Arizonassa Yhdysvalloissa, 6,5-metrisellä Magellan-teleskoopilla Las Campanasissa Chilessä ja 8,4-metrisellä pohjoisella Gemini-kaukoputkella Mauna Kealla Havaijilla.

Valovoimaisen kvasaarin jatkotutkimusten toivotaan antavan viitteitä galaksien muotoutumisesta ja kvasaarien kehitysvaiheista sekä supermassiivisten mustien aukkojen synnystä ja niitä ympäröivien galaksien vuorovaikutuksesta hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa.

Tutkimuksesta kerrottiin esimerkiksi LBT-observatorion sivuilla ja tulokset julkaistaan Nature-tiedelehdessä huomenna 26. helmikuuta.