Menestyskertoimet saisivat Vegasin kirjanpitäjän istumaan ja huomaamaan. Mutta yhden kymmenestä miljoonasta mahdollisuudesta taivaasta mittaavat tähtitieteilijät ovat löytäneet ryhmän neljä tiiviisti pakattua kvasaria yhdestä maailmankaikkeuden kaukaisimmista osista. Harvinainen ryhmittymä voi olla syntyvä galaksiklusteri, ja sen epätavallisen kylmä kaasun kehto saattaa saada aikaan uuden ajattelun siitä, kuinka mallinnamme varhaista maailmankaikkeutta.
Asiaan liittyvä sisältö
- Mikä on maailmankaikkeus? Oikealla fysiikalla on joitain mieltä kohentavia vastauksia
Kvaasarit ovat kirkkaimpia tunnettuja esineitä - NASA: n mukaan jokainen antaa enemmän energiaa kuin sata kypsää galaksia yhdessä. Mutta kvaasareja löytyy vain maailmankaikkeuden kaukana, eikä niitä voida nähdä paljain silmin. Koska kuluu aikaa, joka kuluu kevyesti niin pitkälle, sellaisten kaukana olevien esineiden havaitseminen on samanlainen kuin ajassa taaksepäin ajaminen, joten tähtitieteilijöiden mielestä kvaasarit ovat nuorten galaksien siemeniä, joita synnyttävät kaasut kuuluvat ytimen supermassiivisiin mustiin reikiin. Kun aine putoaa sisäänpäin ja lähenee valon nopeutta, se säteilee säteilyä, jonka voimme ottaa vastaan teleskoopeilla.
Kvaasivaihe ei kestä kauan, vain noin tuhannesosa galaksin elinajasta. Sen jälkeen kirkkaus kuolee, kun aineen virtaus hidastuu, sanoo tutkimuksen johtaja Joseph Hennawi, astrofysiologi Max Planck -instituutissa Saksassa. Kaikkien kahden kvaasarin näkeminen läheltä toisiaan ollessaan vielä kirkkaita on vaarallinen liiketoiminta, joten hänen tiiminsä ei ollut varma mitä he löysivät, kun he aikoivat tutkia kvartaareja WM Keckin observatoriossa Havaijilla. Yllätyksekseen he näyttivät nopeasti neljä heistä läheisyydessä, kosmisesti puhuen. Kvartetti on koottu alle taivaan alueelle, joka on alle 600 000 valovuotta yli 10 miljardia valovuotta maasta.
"Kirjailijat löysivät sen tutkimalla vain 29 kirkkaan kvaasarin ympäristöä", sanoo Melheleyn yliopiston fysiikan koulun vanhempi luennoitsija Michele Trenti. "Joten nimellisarvosta näyttää siltä kuin voittamalla arpajaiset kourallisella lipulla."
Eikä siinä kaikki ole outoa tässä kvasaarikvartetossa. Neljäs löydettiin kylmän, tumman kaasupilven sisäpuolelta, ja ryhmän havaintojen mukaan samanlaiset pilvet ympäröivät noin 10 prosenttia kymmenistä tuhansista tunnetuista kvaasareista. Se on outoa, koska nykyisten teorioiden mukaan tämänkaltaisissa ryhmissä kvasaarien tulisi olla ympäröity kuumalla plasmalla tai ionisoidulla kaasulla noin 10 miljoonan asteen lämpötilassa.
"Tämä tarkoittaa, että on olemassa fyysinen prosessi, jota mallit eivät sieppa", sanoo Hennawi, jonka tiimi raportoi löytöstä tällä viikolla Science- lehdessä.
Tämä Keck-teleskooppikuva näyttää harvinaisen kvasarikvarteton käyttämän tilan alueen, jolloin jokainen kvasari on osoitettu nuolella. Kvasaarit on upotettu viileän, tiheän kaasun jättiläiseen sumkuun, joka näkyy täällä sinisenä hämähdyksenä. (Hennawi & Arrigoni-Battaia, MPIA) Eli mitä on meneillään? Alueella, jota tähtitieteilijät havaitsivat, on siinä paljon enemmän galakseja kuin muilla alueilla, mikä viittaa siihen, että kvaasarikvartetto voi edustaa galaksiklusterin muodostumisen alkuvaiheita. Galaktiklusterit ovat maailmankaikkeuden suurimpia esineitä, ja ne mittaavat satoja miljoonia valovuosia päästä loppuun. Esimerkiksi Linnunrata on osa 54 galaksin klusteria, jota kutsutaan paikalliseksi ryhmäksi, joka on noin 10 miljoonaa valovuotta.
Selvitys siitä, kuinka nämä epätavalliset kvaasariryhmät muodostuivat, voivat auttaa ymmärtämään sitä, kuinka maailmankaikkeus kasvoi ja kehittyi - samankaltaisesti kuin sikiön kasvun jäljittäminen aikuiseksi, jotta ymmärrämme, kuinka populaatio muuttuu. Auttaminen tietokonesimulaatioihin, joita tutkijat käyttävät varhaisen maailmankaikkeuden mallien testaamiseen, voisi auttaa, Hennawi sanoo. Yksi ongelma on kuitenkin se, että simulaatioiden on katettava laaja asteikkoalue, sadoista miljoonista valovuoteista muutamaan tuhanteen. "Se on paljon dynaamista aluetta", Hennawi sanoo. Kvasaarit ovat suhteellisen pieniä esineitä, kukin aurinkokunnan järjestelmämme kokoisia, joten yhden mallin voi olla vaikea näyttää kuinka ne sopivat kokonaisuuteen.
Esimerkiksi, on mahdollista, että monet läheisesti toisistaan sijaitsevat protogalaktit törmäsivät ja virtaavat kaasua alueella, muodostaen jättiläismäisen kvaasarilla täytetyn pilven. Mutta se ei vieläkään selitä kaasun lämpötilaa hyvin. Onneksi tämä ei todennäköisesti ole ainoa laatuaan oleva kvartetti maailmankaikkeudessa, ja muiden jäljittäminen auttaa tähtitieteilijöitä selvittämään, miten ne muodostuvat. "Nyt kun tällainen sumu on löydetty, osaamme nähdä ne", Hennawi sanoo.
