Et hold europæiske astronomer har brugt ESO’s Very Large Telescope (VLT) og en række andre teleskoper til at opdage og undersøge den fjerneste kvasar, der til dato er fundet.

Dette strålende fyrtårn, der får sin energi fra et sort hul, som er to milliarder gange tungere end Solen, er langt det mest lysstærke objekt, der endnu er opdaget i det tidlige univers. Resultaterne præsenteres i det nummer af tidskriftet Nature, der udkommer den 30. juni 2011.

”Denne kvasar er meget vigtig for at lære mere om det tidligere univers. Det er et meget sjældent objekt, der kan hjælpe os med at forstå, hvordan supertunge sorte huller voksede frem nogle få hundrede millioner år efter Big Bang,” siger Stephen Warren, der er leder af undersøgelsen.

Kvasarer er meget lysstærke, fjerne galakser, der menes at få deres energi fra supertunge sorte huller i deres centre. Deres enorme lysstyrke gør dem til strålende fyrtårne, der måske kan hjælpe med at undersøge den æra, hvor de første stjerner og galakser blev dannet. Den nyligt opdagede kvasar er så langt væk, at dens lys giver mulighed for at undersøge den sidste del af reioniserings-æraen.

Kvasaren, der netop er blevet fundet, kaldes ULAS J1120+0641. Den ses, som den var kun 770 millioner år efter Big Bang (rødforskydning 7,1). Det har taget dens lys 12,9 milliarder år at nå frem til os.

Selv om fjernere objekter er blevet fundet (som et gammaglimt ved rødforskydning 8,2, og en galakse ved rødforskydning 8,6, er den nyopdagede kvasar flere hundrede gange mere lysstærk end disse. Blandt objekter, der er klare nok til at blive studeret i detaljer, er dette uden tvivl det fjerneste.

Den kvasar, der ligger næstlængst væk, ses som den var 870 millioner år efter Big Bang (rødforskydning 6,4). Lignende objekter længere væk kan ikke findes ved eftersøgninger i synligt lys. Det skyldes, at deres lys, der er blevet strakt ud på grund af Universets udvidelse, hovedsageligt falder inden for den infrarøde del af spektret, når det når frem til Jorden. Det europæiske UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS), der anvender Storbritanniens  infrarøde teleskop på Hawaii, er designet til at løse dette problem. Forskerholdet jagtede gennem millioner af objekter i UKIDSS’ database for at finde dem, der kunne være de længe eftersøgte fjerne kvasarer, og til sidst var der gevinst.

”Det tog os fem år at finde dette objekt,” forklarer Bram Venemans, en af forfatterne af undersøgelsen. ”Vi ledte efter en kvasar med en rødforskydning på mere end 6,5. At finde en, der er så langt væk, med en rødforskydning på mere end 7, var en spændende overraskelse. Med et dybt kig ind i reioniserings-æraen giver denne kvasar en enestående mulighed for at udforske et 100 millioner år stort vindue i kosmos’ historie, der tidligere var uden for rækkevidde.”

Afstanden til kvasaren blev bestemt gennem observationer med FORS2-instrumentet på ESO’s Very Large Telescope (VLT) og instrumenter på Gemini North-teleskopet [5]. Fordi objektet er relativt lysstærkt, er det muligt at lave et spektrum af det (hvilket indebærer at brede lyset fra objektet ud i dets forskellige farver). Denne teknik giver astronomerne mulighed for at finde ud af en masse om kvasaren.

Disse observationer viste, at det sorte hul, der befinder sig i midten af ULAS J1120+6441, er omkring to milliarder gange tungere end Solen. Denne meget store masse er svær at forklare så tidligt efter Big Bang. Gængse teorier for opbygningen af supertunge sorte huller beskriver en langsom opbygning af masse, i takt med at det kompakte objekt trækker stof ind fra dets omgivelser.

”Vi anslår, at der på hele himlen kun befinder sig i omegnen af 100 lysstærke kvasarer med en rødforskydning på mere end 7,” afslutter Daniel Mortlock, hovedforfatteren af undersøgelsen. ”Fundet af dette objekt krævede en omhyggelig eftersøgning, men det var umagen værd for at blive i stand til at løfte sløret for nogle af mysterierne i det tidlige univers.”

Kilde: ESO