観測可能な宇宙の端にあるクエーサーは、その電波を*方向*に向けています

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天文学者は、観測可能な宇宙の端のすぐ近くにある強力なクエーサーを発見しました。 130億 地球から光年。この距離にある多くのクエーサーが知られていますが、 これは特別です :それは「ラジオラウド」です。つまり、ラジオエネルギーを注ぎ出し、宇宙が非常に若いときの状態をよりよく理解するのに役立つ特別なクラスの一部になっています。



クエーサーはそれ自体が特別な種類の銀河です 。私たちが知る限り、すべての大きな銀河はその中心に超大質量ブラックホールを持っています。今日のほとんどの銀河には、静かなブラックホールがあります。つまり、物質を積極的に食べていません。天の川はそのクラスに分類されます。

ただし、一部は 中央の超大質量ブラックホールに物質が落下している 、そして私たちはこれらを呼びます 活動銀河 。ブラックホールに落ちる物質は、その周りに信じられないほど熱い円盤を形成します。 降着円盤 、そしてその外側には巨大なドーナツ型の塵の雲があります。







それに加えて、降着円盤には非常に強い磁場が埋め込まれています。物質がブラックホールの周りを渦巻くと、これらのフィールドは竜巻のように巻き上げられ、物質は光速に非常に近い速度でブラックホールから吹き飛ばされます。これらの構造を呼びます ジェット 、そしてそれらは計り知れない力の特徴です。

ヘラクレスAは、比較的近くにある活動銀河の例であり、心臓にブラックホールがあり、物質を食べ、大量の放射線と物質を吹き飛ばしています。クレジット:NASA、ESA、S。Baum、C。Oズームイン

ヘラクレスAは、比較的近くにある活動銀河の例であり、心臓にブラックホールがあり、物質を食べ、大量の放射線と物質を吹き飛ばしています。クレジット: NASA、ESA、S。バウムとC.オディア(RIT)、R。パーリーとW.コットン(NRAO / AUI / NSF)、ハッブルヘリテージチーム(STScI / AURA)

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活動銀河から私たちが見るものは、私たちの見る幾何学に大きく依存しています。ジェットが私たちに向けられている場合、X線やガンマ線のような高エネルギーの光を見ることができます。ダストトーラスの端を見ると、高エネルギーのもののほとんどを遮ることができ、光学光または赤外線だけが見えます。そこには活動銀河タイプのメナジェリーがあります。

クエーサーは多くの高エネルギー光を持っている傾向があり(最初はX線放射によって発見されました)、初期には強力な電波エネルギー源であると見られていました。しかし、私たちがさらに学ぶにつれて、私たちはそのラジオラウドクエーサーを発見しました*(電波放射の多いものと呼ばれるように)実際には少数派です。すべてのクエーサーのわずか10%がラジオの音量です。





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活動銀河の中心を示す概略図。降着円盤が超大質量ブラックホールに供給され、両方が巨大なダストトーラスに囲まれています。クレジット:Bill Saxton、NRAO / AUI / NSFズームイン

活動銀河の中心を示す概略図。降着円盤が超大質量ブラックホールに供給され、両方が巨大なダストトーラスに囲まれています。クレジット: ビル・サックストン、NRAO / AUI / NSF

新しく発見されたクエーサーはPSOJ172.3556 +18.7734と呼ばれます (略してP172と呼びましょう)。光学光(私たちが見ている種類)を使った空の調査で発見され、遠くにあることを示す色がありました。フォローアップ観測によりそれが確認され、ケックや大双眼望遠鏡のような巨大なスコープを使用した一連の観測により、その長距離が確認されました。約130億光年(より正確には、光が到達するのに130億年かかりました)我ら)。

超大型アレイ電波望遠鏡を使用したより多くの観測は、ほとんどのクエーサーとは異なり、電波エネルギーを吹き飛ばしていることも示しました。およそ127億光年よりも遠くに知られているクエーサーは約200あり、電波が大きいことが知られているのは3つだけです。 130億で、18のクエーサーだけが知られています、そして、P172はラジオで騒々しい唯一のものです。

見つめている スペクトル 天文学者は、ターゲットの中で、P172の中央のブラックホールの質量が太陽の約3億倍であると判断し、これを中程度から重いものにしました(ただし、天の川の中央にあるものはわずか400万の太陽質量です。確かに私たちのものはほとんどよりも小さいです)。

この部分は興味深いものです。物質が入ると、信じられないほど熱くなり、非常に明るくなります。ただ測定することによって どうやって 明るい天文学者は、ブラックホールがどれだけ速く摂食しているかを判断できます。通常、餌を与える速度には上限があります。物質は非常に熱くなるので、それが発する光のせん断力は、遠くから落ちてくる物質を吹き飛ばします。このレートは、 エディントン限界 ;一般的に、それはブラックホールがゴージすることができる最も速い速度です。

しかし、P172の中心にあるブラックホールは、エディントン光度の限界よりもはるかに高い速度で餌を与えています。ジェットを吹き飛ばす場合にも可能であることがわかります。物理学はよく理解されていませんが、ジェットを備えた活動銀河、特に電波の大きい銀河は、ブラックホールにはるかに速く物質を注ぎ込むことができるようです。したがって、このクエーサーが非常に明るいという事実は、そのブラックホールの周りの状態について私たちに教えています。

遠方のクエーサー、銀河の中心にある活発に餌を与えている超大質量ブラックホールを描いたアートワークは、物質とエネルギーの噴流を吹き飛ばします。クレジット:ESO / M。 Kornmesserズームイン

遠方のクエーサー、銀河の中心にある活発に餌を与えている超大質量ブラックホールを描いたアートワークは、物質とエネルギーの噴流を吹き飛ばします。クレジット: ESO / M。 Kornmesser

また、非常に離れたラジオラウドクエーサーは、通常よりも多くの物質を含む宇宙の領域に配置される傾向があります。これらの巨大な雲は崩壊して銀河だけでなく銀河を形成すると考えられています クラスター 銀河の数が多いので、これほど遠くにある電波の大きいクエーサーを見つけることは、これらのクラスターがどのように形成されるかについてのより良い理解につながるかもしれません。

それだけでなく、そのような他のクエーサーと比較すると、P172はラジオの音量がほぼ平均的です。いくつかははるかに強力であることを私たちは知っています、そしてそれは私たちがそれのようなもっと遠くにあるより多くの銀河を見つけることができる可能性が高いことを意味します! P172は、ラジオラウドクエーサーの現在の距離記録を保持している可能性がありますが、その区別を長く保持する可能性は低いです。そして、発見すればするほど、8億年前の宇宙を理解するようになります。

私は通常、壊れたレコードについて書くのは好きではありません。なぜなら、それらは通常、再び壊れてしまうからです。しかし、これは異なります。a)このようなオブジェクトが遠くにある場合はいつでも役立つ、2)この距離に存在するという事実 まったく それのようなものがもっとたくさんあるかもしれないことを示します。

これらの巨大な距離にあるオブジェクトを見つけることは、それらが非常にかすかであり、空にあまり多くないため、非常に困難な作業です。良いニュースは、これが私たちに探し続けるように言っているということです。そこにはもっと楽しいものがあります。

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* この用語は面白い用語です。電波は音ではなく光の一種であり、電波を音に変換して、音楽や不快な政治的知識などの情報を送信できるため、この2つを混同するのはよくあることです。さらに悪いことに、私たちはラジオを聞くデバイスを呼び出すので、これは完全な混乱です。天文学者は、ラジオの大きな物体について話すことによって助けていません。私たちはそれらをラジオと呼ぶべきです 明るい 、しかし、それが混乱を少なくするかどうかは天国が知っています。