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観測可能な宇宙の端にあるクエーサーは、10兆*兆*の太陽の光で輝いています

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光の気の利いた点の1つは、光が有限の速度で移動することです。速い、ええ、しかし無限に速いわけではありません。ですから、遠くにあるものを見ると、若い頃のように見えます。



宇宙自体はたったの約138億年前です—ええと、「ただ」—ですから、138億光年以上離れたところには何も見えません。その間に光が移動する距離です。しかし、私たちはほとんど遠くにオブジェクトを見ることができます。その恐ろしい距離がそれらを非常に暗くし、ほとんどの物体がそれを切ることができないので、それらはその時非常に明るくなければなりませんでした。

しかし、時々私たちはこれらの遠隔地で天体のビーコンを見つけることがあります。多くはありませんが、いくつかあります。 新しいものが見つかりました 、そしてそれは多くの理由で注目に値します。一つは、それが本当に驚異的に明るい物体であるということです。もう一つは、その光が去ったときはかなり若かったのに、とても明るいということです。そして第三に、それでも、その光が重力のトリックによって増幅されなければ、それは見えないでしょう。







降着円盤とジェットのあるブラックホールズームイン

降着円盤内で物質が渦巻くブラックホールと、そこから噴出する物質の噴流に関するアーティストの概念。クレジット: NASA / JPL-Caltech

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オブジェクトはJ043947.08 + 163415.7(略してJ043と呼びます)と呼ばれ、 クエーサー 。これらは、中心にある超大質量ブラックホールのために大量の光を放出する一種の銀河です。天の川を含め、すべての大きな銀河には1つあると思いますが、ほとんどは静かです。しかし、ある状況や出来事がブラックホールに大量のガスを送り込んだ場合、それはリターンのポイントのすぐ上にある渦巻く円盤に積み重なっていきます。ディスクの摩擦はディスクを非常に加熱し、材料は数百万度に加熱されます。この熱いガスは激しく輝き、クエーサーを宇宙全体で最も継続的に発光するエネルギー源のいくつかにします。

それらは初期の宇宙でより一般的でした。銀河の形成から残った物質は、超大質量ブラックホールが待っている中心に落ちる可能性があります。しかし、非常に遠い距離では(したがって、宇宙が若いときにそれらを見ると)、私たちが期待するほど多くは見えません。どれだけ明るくなるかについての私たちのモデルは完全に正しくないか(非常に遠いモデルはまだ暗すぎて見えません)、そうでなければ私たちがそれらを探す方法に欠陥があります。

後者の仮定に進むと、 天文学者のチームが別のことを試みました 。通常、クエーサーの色はそれを与えます。一部の色は他の色よりも明るいため、空の画像調査を行うときにフィルターを使用すると、それらを検出できます。また、さまざまな現象によって赤く見える傾向があります(たとえば、私たちとそれらの間の物質が青い光を吸収します)。しかし、同じ視線に沿って落下する銀河が私たちのはるか近くにある場合、クエーサーがより青く見え、ソフトウェアをだまして通常の銀河だと思わせる可能性があります。





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天文学者は、さまざまなパラメータを使用して遠方のクエーサーを見つけ、空を調査したさまざまな天文台からのデータを調べて、遠方のクエーサーを見つけるのに十分な深さの画像を作成しました。その時彼らはJ043を見つけました。

クエーサーJ043947.08 + 163415.7(赤)は非常に遠くにあり、その光は地球にはるかに近い介在する銀河(青)によって増幅されています。クレジット:NASA、ESA、およびX. Fan(アリゾナ大学)ズームイン

クエーサーJ043947.08 + 163415.7(赤)は非常に遠くにあり、その光は地球にはるかに近い介在する銀河(青)によって増幅されています。クレジット: NASA、ESA、およびX. Fan(アリゾナ大学)

彼らがそれのために見つけた距離( その赤方偏移を使用して )は驚異的な128億光年です— J043は、宇宙自体が形成されてから10億年も経たないうちに明るく輝いていました。

しかし、それは問題です。明るすぎます。クエーサーでさえ、J043ほど明るくなるべきではありません。彼らはハッブルを使って物体を観察し、掘り続けることにしました。彼らが見つけたものは突然理にかなっています:J043の位置に非常に近い銀河のかすかな塗抹標本。この介在する銀河の重力は、私たちに向かう途中でJ043からの光を曲げます。 重力レンズと呼ばれるプロセス 。これは、クエーサーの光を複数の画像に分割したり、明るさを拡大したりするなど、クエーサーの光にいくつかの影響を与える可能性があります。

これはすべて、J043を天文学者にとって非常に重要なものにします。それはその距離でこれまでに見られた中で群を抜いて明るい物体であり、観察しやすくなっています(決して簡単ではありませんが、それでも空ではかなり暗いです)。若いオブジェクトがどのようにそのような巨大なブラックホールを持つことができるかは、ひどくよく理解されていません。彼らが巨大になるには時間がかかり、それがどのように起こり得るかについての仮説はたくさんあります。

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また、私たちがJ043から見る光は、若い宇宙の人生の特別な時期に、と呼ばれる期間に放出されました。 再電離 。これは、そのような銀河がオンになり、ビッグバン以来冷却されていた宇宙ガスを再加熱したときです。宇宙の歴史の中でこの時期を観察するのは難しいです、そして、J043は文字通り私たちのために道を照らしています。それは宇宙論者にとって大きな恩恵です。

クエーサー、中央の巨大なブラックホールの周りを渦巻く物質を持ち、物質とエネルギーの双子のビームを吹き飛ばす銀河のアートワーク。クレジット:ESA / Hubble、NASA、M。Kornmesserズームイン

クエーサー、中央の巨大なブラックホールの周りを渦巻く物質を持ち、物質とエネルギーの双子のビームを吹き飛ばす銀河のアートワーク。クレジット: ESA /ハッブル、NASA、M。コーンメッサー

また、それが存在するという事実は、それが見つかるのを待っているようなオブジェクトがもっとあるかもしれないことを意味します。それは良いニュースです。まず、なぜそれらが見えないのか(それらはそこにありますが、それらの色は私たちをだましました)の謎を解決します。また、それらを見つけ始めると、はるか遠くの宇宙を調査できるようになることも意味します。より効果的に。 James Webb(2020年に打ち上げられる予定です)のような大きな望遠鏡や、さまざまな種類の光を観測する小さな望遠鏡が役立ちます。

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私が子供の頃、クエーサーについての本を読んでいたとき、知られている中で最も遠いものは 3C273 、数十億光年離れています。それは知られている中で最も遠い物体でした。現在、私たちは何千ものクエーサーを知っており、そのうち150は約120億光年以上離れています。

J043よりもさらに遠くて明るいものを含め、まだまだたくさんの発見があります。私たちがそれらを見つけるとき、若い宇宙についての私たちの知識はさらに成長します。


* いくつかの情報源が600兆の数字を引用しているのを見たことがありますが、それはレンズによる倍率を考慮していないため、実際よりも明るく見えます。