Hubble Space Telescope-bild av J1148 + 5251. Windhorst, Arizona State University
Kvasarer har varit de bästa och lättast observerade fyrvärdena för astronomer att undersöka det avlägsna universum, och en av de mest avlägsna och ljusaste kvasarerna ger lite av en överraskning. Astronomer som studerar en avlägsen galax, kallad J1148 + 5251 och som innehåller en ljus kvasar, ser bara kvasaren och inte värdgalaxen själv. Man trodde att kvasaren har matat på en handfull stjärnor varje år för att massa upp till sin storlek på tre miljarder solmassor på bara några hundra miljoner år. Men var är alla stjärnorna?
Sannolikt har kvasaren inte gått på en matande vanvidd och ätit allt i sikte! Men det äter kanske på det fula. Nära infraröda vyer med Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3 ger bara antydningar om vad som kan äga rum: galaxen är så omsluten av damm att inget av stjärnljuset kan ses; bara den ljusa, blaring kvasaren lyser igenom. Hur många stjärnor denna kvasar äter är nu osäkert eftersom blodbadet äger rum undercover.
Medan de flesta tidiga galaxer knappast innehåller damm - det tidiga universumet var dammfritt tills den första generationen av stjärnor började göra damm genom kärnfusion - tidigare observationer av submillimeter visade att denna galax har stora mängder damm, så det är också något av ett mysterium .
Så hur kan allt hända?
Konstnärens intryck av en av de mest avlägsna, äldsta, ljusaste kvasarerna som någonsin sett är dolda bakom damm. Dammet döljer också vyn över den underliggande galaxen av stjärnor som kvasaren antagligen är inbäddad i. (Kredit: NASA / ESA / G.Bacon, STScI)
”Om du vill dölja stjärnorna med damm måste du göra massor av kortlivade massiva stjärnor tidigare som förlorar sin massa i slutet av sin livstid. Du måste göra detta mycket snabbt, så supernovaer och andra stellar massförlustkanaler kan fylla miljön med damm mycket snabbt, ”säger Rogier Windhorst från Arizona State University (ASU), Tempe, Ariz.
"Du måste också bilda dem genom hela galaxen för att sprida dammet genom galaxen," tilllade Matt Mechtley, också ASU.
Denna kvasar identifierades först i Sloan Digital Sky Survey (SDSS) och observationerna av uppföljningens submillimeter visade betydande damm men inte hur och var den distribuerades.
Windhorst och hans team använde Hubble för att mycket noggrant subtrahera ljus från kvasarbilden och leta efter glödet från omgivande stjärnor. De gjorde detta genom att titta på glödet från en referensstjärna på himlen nära kvasaren och använda den som en mall för att ta bort kvasarljuset från bilden. När kvasaren avlägsnades detekterades inget signifikant underliggande stjärnljus. Den underliggande galaxens stjärnor kunde lätt ha upptäckts, om de hade varit närvarande och relativt oskyddade av damm på åtminstone vissa platser.
"Det är anmärkningsvärt att Hubble inte hittade någon av den underliggande galaxen," sade Windhorst. ”Den underliggande galaxen är överallt mycket svagare än förväntat, och måste därför vara i en mycket dammig miljö överallt. Det är en av de mest rypbrullande skogsbränderna i universum. Det skapar så mycket rök att du inte ser någon stjärnljus någonstans. Skogsbranden är fullständig, inte ett träd skonas. ”
Eftersom vi inte ser stjärnorna, kan vi utesluta att galaxen som är värd för denna kvasar är en normal galax, sade Mechtley. "Det är bland de dammigaste galaxerna i universum, och dammet är så utbrett att inte ens en enda klump av stjärnor kikar igenom. Vi är mycket nära en trolig upptäckt, i den meningen att om vi hade gått en faktor på två djupare kanske vi hade upptäckt lite ljus från dess unga stjärnor, även i en sådan dammig galax. "
Detta resultat publicerades i september-utgåvan av Astrophysical Journal Letters i teamets uppsats.
Det enda sättet att komma till botten av detta mysterium, sa Windhorst, är att vänta på att James Webb Space Telescope ska lanseras och komma online.
"Webb-teleskopet är utformat för att göra en definitiv upptäckt av detta," sade han. "Vi kommer att få solida upptäckter av stjärnorna med Webbs bättre känslighet för längre våglängder av ljus, vilket bättre undersöker de dammiga regionerna i dessa unga galaxer."
Webb-teleskopet kommer också att ha den infraröda känsligheten för peer hela vägen tillbaka till 200 miljoner år efter Big Bang. Om galaxer började bilda stjärnor vid denna tidiga epok, är Webb designad och byggd för att upptäcka dem.
Så först då kommer detta sanna natur - och potentiella blodbad - att avslöjas.
Läs gruppens uppsats.
Källa: NASA
