Το διαστημικό τηλεσκόπιο Ευκλείδης της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) ανακάλυψε 31 από τα αρχαιότερα κβάζαρ που έχουν ποτέ βρεθεί. Δύο από αυτούς τους γιγάντιους και εκθαμβωτικούς γαλαξιακούς πυρήνες, που τροφοδοτούνται από κολοσσιαίες μαύρες τρύπες, είναι τα αρχαιότερα κβάζαρ που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα στην κοσμική ιστορία. Έλαμπαν με το φως ενός τρισεκατομμυρίου Ήλιων, όταν το Σύμπαν ήταν μόλις 670 εκατομμυρίων ετών, δηλαδή στο 5% της σημερινής του ηλικίας.
Τα κβάζαρ αντιπροσωπεύουν μια σύντομη φάση στη ζωή ενός γαλαξία, κατά την οποία μεγάλες ποσότητες ύλης στροβιλίζονται προς την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας. Σε αυτή τη φάση, ο γαλαξιακός πυρήνας λάμπει πιο έντονα από οτιδήποτε άλλο αντικείμενο στο Σύμπαν, συχνά ξεπερνώντας σε φωτεινότητα ολόκληρο τον γαλαξία-ξενιστή του κατά εκατοντάδες έως χιλιάδες φορές.
Εδώ και δεκαετίες κυνηγάμε τα πρώτα κβάζαρ του Σύμπαντος. Αυτά τα αντικείμενα αποκαλύπτουν τι συνέβαινε στα πρώτα στάδια της κοσμικής ιστορίας, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο σχηματίστηκαν οι πρώτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες. Ωστόσο, τα κβάζαρ αυτής της εποχής είναι δύσκολο να εντοπιστούν, καθώς είναι σπάνια και το φως τους είναι αμυδρό και εύκολα συγχέεται με εκείνο κοντινότερων άστρων.
Ο Ευκλείδης, που εκτοξεύθηκε το 2023, εξερευνά σε βάθος αυτή τη μυστηριώδη περίοδο της αρχαίας κοσμικής ιστορίας, με εντυπωσιακά αποτελέσματα. Το τηλεσκόπιο εντόπισε 31 νέα κβάζαρ στο πρώιμο Σύμπαν, φτάνοντας σε μια εποχή όπου το Σύμπαν είχε μόλις το 5% της σημερινής του ηλικίας.
«Αυτά τα πρώιμα κβάζαρ χρονολογούνται από τη νηπιακή ηλικία του Σύμπαντος», λέει ο Daming Yang από το Πανεπιστήμιο Leiden, κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Εντοπίζοντας τα και μελετώντας τα, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς σχηματίστηκαν και αναπτύχθηκαν τόσο γρήγορα αυτά τα τεράστια συστήματα, ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της αστροφυσικής.»
Κάτω από την κορυφή του παγόβουνου
Τα αρχαιότερα κβάζαρ που γνωρίζαμε μέχρι τώρα ήταν μόνο η κορυφή του παγόβουνου: ήταν σπάνια και λαμπρά και ήταν ευκολότερο να εντοπιστούν. Δεν είχαμε βρει αρκετά κβάζαρ από τα πρώτα χρόνια του Σύμπαντος ώστε να τα μελετήσουμε ως πληθυσμό. Η νέα ανακάλυψη του Ευκλείδη αλλάζει τα δεδομένα, καθώς καταγράφει όχι μόνο τα φωτεινότερα, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του αρχαίου πληθυσμού κβάζαρ.
«Ο Ευκλείδης είναι πραγματικός καταλύτης», προσθέτει ο Daming. «Παλαιότερα μπορούσαμε να εντοπίσουμε μόνο μερικά από τα πιο φωτεινά αρχαία κβάζαρ, αλλά τώρα μπορούμε να εξερευνούμε πολύ πιο αποδοτικά τεράστιες περιοχές του ουρανού και να ανιχνεύουμε πολύ πιο αμυδρό φως. Είναι ένα μοναδικό εργαλείο για την αναζήτηση κβάζαρ.»
Η ανακάλυψη προσθέτει 12 νέα κβάζαρ με ερυθρομετατόπιση (redshift) 7 ή μεγαλύτερη, μια μέτρηση απόστασης και κοσμικής μετατόπισης του φωτός λόγω της διαστολής του Σύμπαντος, που αντιστοιχεί στα πρώτα 770 εκατομμύρια χρόνια του Σύμπαντος.
Τα δύο αρχαιότερα από αυτά, EUCL J172902.75+641018.1 και EUCL J125308.55+705432.3, εμφανίζουν ερυθρομετατόπιση 7.77 και 7.69 αντίστοιχα, καταγράφοντας νέο ρεκόρ για τα πιο μακρινά κβάζαρ που έχουν βρεθεί. Και τα δύο βρίσκονται σε απόσταση λίγο μεγαλύτερη από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός και εμφανίστηκαν στα πρώτα 670 εκατομμύρια χρόνια του Σύμπαντος.
«Αυτή η ανακάλυψη διπλασιάζει τον αριθμό των τόσο αρχαίων κβάζαρ που γνωρίζουμε», λέει ο Antonio La Marca, ερευνητής στην ομάδα του Ευκλείδη. «Η εύρεση των πρώτων περίπου 10 τέτοιων κβάζαρ σε ερυθρομετατόπιση 7 ή μεγαλύτερη, απαίτησε πάνω από μία δεκαετία, αλλά ο Ευκλείδης διπλασίασε τον αριθμό τους σε μόλις έναν χρόνο.»
«Η ομάδα του Ευκλείδη πραγματοποίησε για πρώτη φορά μια πραγματική «απογραφή» κβάζαρ στην αυγή του Σύμπαντος», προσθέτει. «Είναι ένα μεγάλο βήμα προς την κατανόηση των εντυπωσιακών αντικειμένων σε θεμελιώδες επίπεδο.»
Ορόσημο στην κοσμική ιστορία
Το δεύτερο αρχαιότερο κβάζαρ που μελετήθηκε πρόσφατα, αποκαλύφθηκε ότι βρίσκεται μέσα σε έναν γαλαξία γεμάτο σκόνη και αέριο, όπου παρατηρείται έντονη αστρογένεση, δίνοντας μια εικόνα του πώς μπορεί να ήταν ο γαλαξίας που φιλοξενεί μια πρώιμη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Τα κβάζαρ ανήκουν σε μια συναρπαστική περίοδο της κοσμικής ιστορίας γνωστή ως «εποχή του επαναϊονισμού», όταν το Σύμπαν μεταμορφώθηκε από σκοτεινό και ψυχρό («σκοτεινοί αιώνες») σε θερμό και ιονισμένο, γεμάτο ακτινοβολία, θέτοντας τις βάσεις για όλα όσα παρατηρούμε σήμερα.
«Τα αρχαία κβάζαρ ανακαλύπτονται σπάνια. Είναι σημαντικά από μόνα τους, αλλά και ως «χρονομηχανές» που μας επιτρέπουν να εξερευνήσουμε το πρώιμο Σύμπαν και να κατανοήσουμε πώς σχηματίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες», λέει η επιστήμονας του προγράμματος, Valeria Pettorino.
«Οι δυνατότητες του Ευκλείδη είναι ανεπανάληπτες. Το τηλεσκόπιο συνδυάζει μεγάλη κάλυψη ουρανού, βάθος παρατήρησης, υψηλή ευκρίνεια και μοναδική υπέρυθρη όραση από τροχιά, επιτρέποντας τον εντοπισμό εξαιρετικά μακρινών αντικειμένων πολύ πιο αποτελεσματικά από ποτέ.»
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube
Η επεξεργασία των δεδομένων είναι επίσης αποτέλεσμα της συνεργασίας χιλιάδων επιστημόνων και μηχανικών της κοινοπραξίας Ευκλείδη, που επεξεργάζονται τεράστιους όγκους δεδομένων για να εντοπίσουν σπάνια, μακρινά κβάζαρ.
Τα 31 κβάζαρ εντοπίστηκαν στο πλαίσιο της έρευνας Euclid Wide Survey, η οποία θα καλύψει πάνω από το ένα τρίτο του ουρανού. Ο Ευκλείδης θα αποκαλύψει τα μυστικά του «σκοτεινού Σύμπαντος», χαρτογραφώντας τη δομή, την εξέλιξη και τη σύστασή του, παρατηρώντας δισεκατομμύρια γαλαξίες και αποκαλύπτοντας πολλά ακόμη κβάζαρ.
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid
Η δημοσίευση στο Astronomy & Astrophysics