Astronomii dezvăluie cel mai mare jet radio văzut vreodată în Universul timpuriu

Observațiile astronomice realizate de-a lungul deceniilor au arătat că majoritatea galaxiilor conțin găuri negre masive în centrul lor. Gazul și praful care cad în aceste găuri negre eliberează cantități uriașe de energie datorită frecării, formând nuclee galactice luminoase numite quasari, care emit jeturi de materie extrem de energetică. Acum, a fost descoperit cel mai mare jet radio văzut vreodată în Universul timpuriu.

Aceste jeturi pot fi detectate cu radiotelescoape chiar și la distanțe mari. În Universul local, astfel de jeturi nu sunt rare, fiind observate în unele galaxii apropiate. Totuși, ele au fost greu de identificat în Universul timpuriu.

• Mii de vieți ar putea fi salvate prin combinarea a două medicamente care scad colesterolul
• Cum au reușit cercetătorii să facă pixeli mai mici decât un virus?

Folosind o combinație de telescoape, astronomii au descoperit un jet radio dublu de dimensiuni colosale, care se întinde pe 200.000 de ani-lumină, adică de cel puțin două ori lățimea Căii Lactee. Acesta este cel mai mare jet radio descoperit vreodată în primele epoci ale Universului. Jetul a fost identificat inițial cu ajutorul Low Frequency Array (LOFAR), o rețea internațională de radiotelescoape situată în Europa.

A fost descoperit cel mai mare jet radio din Universul timpuriu

Observațiile ulterioare în infraroșu apropiat, realizate cu spectrograful Gemini Near-Infrared (GNIRS), și cele optice, efectuate cu telescopul Hobby Eberly, au oferit o imagine completă asupra jetului radio și a quasarului care îl generează. Aceste descoperiri sunt esențiale pentru a înțelege momentul și mecanismele formării primelor jeturi radio de mari dimensiuni din Univers.

GNIRS este montat pe telescopul Gemini North, parte a Observatorului Internațional Gemini, operat de NSF NOIRLab. „Căutam quasari cu jeturi radio puternice în Universul timpuriu pentru a înțelege cum și când s-au format primele astfel de structuri și cum au influențat evoluția galaxiilor”, explică Anniek Gloudemans, cercetătoare postdoctorală la NOIRLab și autoare principală a studiului, publicat în The Astrophysical Journal Letters.

Pentru a înțelege formarea quasarului, oamenii de știință au analizat proprietăți precum masa și rata de acumulare a materiei. Un indicator crucial în acest sens este linia de emisie MgII (magneziu), caracteristică quasarilor. În mod normal, acest semnal apare în domeniul ultraviolet, dar expansiunea Universului „întinde” lumina către lungimi de undă mai mari, astfel că MgII ajunge pe Pământ sub formă de radiație infraroșie, detectabilă cu GNIRS.

Un fenomen extrem

Quasarul descoperit, denumit J1601+3102, a luat naștere când Universul avea mai puțin de 1,2 miliarde de ani, doar 9% din vârsta sa actuală. Deși quasarii pot avea mase de miliarde de ori mai mari decât Soarele, acesta este relativ mic, având „doar” 450 de milioane de mase solare. Jeturile radio sunt asimetrice atât în ceea ce privește luminozitatea, cât și lungimea, sugerând că sunt influențate de un mediu extrem.

„Interesant este că acest quasar nu are o gaură neagră deosebit de masivă în comparație cu alți quasari. Acest lucru sugerează că nu este necesară o gaură neagră excepțional de mare sau o rată extremă de acumulare a materiei pentru a genera jeturi atât de puternice în Universul timpuriu”, spune Gloudemans.

Lipsa unor astfel de jeturi radio în observațiile anterioare i-a fost atribuită zgomotului de fond cauzat de radiația cosmică de microunde, relicva Big Bangului, care poate diminua strălucirea obiectelor foarte îndepărtate. „Reușim să detectăm acest obiect de pe Pământ tocmai pentru că este atât de extrem. Această descoperire demonstrează ce putem afla combinând puterea mai multor telescoape care operează în diferite lungimi de undă”, explică Gloudemans, citată de Phys.org.

Ce putem învăța de la cel mai mare jet radio?

„Inițial, ne așteptam ca jetul sudic să fie doar o sursă radio neînrudită și ca majoritatea emisiei să fie redusă. Tocmai de aceea a fost o surpriză când imaginea LOFAR a dezvăluit structuri radio atât de extinse și detaliate”, spune Frits Sweijen, cercetător la Universitatea Durham (Anglia) și coautor al studiului.

Din cauza depărtării sale uriașe, acest obiect este dificil de detectat la frecvențe radio mai ridicate, ceea ce evidențiază atât puterea LOFAR, cât și sinergia acestuia cu alte instrumente astronomice.

Oamenii de știință încă au multe întrebări despre quasarii radio-luminoși precum J1601+3102. Nu este clar ce condiții sunt necesare pentru a crea jeturi radio atât de puternice sau când au apărut primele astfel de structuri în istoria Universului.

Datorită colaborării dintre Gemini North, LOFAR și telescopul Hobby Eberly, ne aflăm cu un pas mai aproape de a înțelege misteriosul Univers timpuriu.

Vă recomandăm să citiți și:

Telescopul James Webb a surprins imagini „de vis” cu praful interstelar

Cu ochii pe spațiu, Donald Trump și Elon Musk au planuri mari

Este Pământul singura planetă din Sistemul Solar cu plăci tectonice?

Test de cultură generală. Care este cea mai apropiată planetă de Pământ?