Spitzer Space Telescope har hittat det som verkar vara två av de tidigaste och mest primitiva supermassiva svarta hålen som är kända. "Vi har hittat vad som troligen är första generationens kvasarer, födda i ett dammfritt medium och i de tidigaste utvecklingsstadierna," sa Linhua Jiang från University of Arizona, Tucson, huvudförfattare till ett papper som publicerades denna vecka i Nature.
En kvasar är en kompakt region i mitten av en massiv galax som omger det centrala supermassiva svarta hålet.
Som framgår av bilden som vi publicerade tidigare i dag från Planck-uppdraget är vår galax - och universum - full av damm. Men forskare tror att det mycket tidiga universum inte hade något damm - vilket säger att de mest primitiva kvasarerna borde vara dammfria. Men ingen hade sett några "rena" kvasarer - tills nu.
Spitzer har identifierat två - de minsta på rekord - cirka 13 miljarder ljusår bort från jorden. Kvasarerna, kallad J0005-0006 och J0303-0019, presenterades först i synligt ljus med hjälp av data från Sloan Digital Sky Survey. Detta upptäckteam, som inkluderade Jiang, leddes av Xiaohui Fan, en medförfattare av det senaste tidningen. NASAs Chandra röntgenobservatorium hade också observerat röntgenstrålar från ett av föremålen. Röntgenstrålar, ultraviolett och optiskt ljus strömmar ut från kvasarer när gasen som omger dem sväljer.
"Kvasarer avger en enorm mängd ljus, vilket gör dem detekterbara bokstavligen i utkanten av det observerbara universum," sade Fan.
När Jiang och hans kollegor gick ut för att observera J0005-0006 och J0303-0019 med Spitzer mellan 2006 och 2009 skilde sig deras mål inte så mycket ut från den vanliga kvasargruppen. Spitzer mätte infrarött ljus från föremålen tillsammans med 19 andra, alla tillhörde en klass av de mest avlägsna kvasarerna. Varje kvasar är förankrad av ett supermassivt svart hål som väger mer än 100 miljoner solar.
Av de 21 kvasarerna saknade J0005-0006 och J0303-0019 karakteristiska signaturer av hett damm, visade Spitzer-data. Spitzers infraröda syn gör rymdteleskopet idealiskt lämpligt för att upptäcka den varma dammskärmen som har värmts upp genom att mata svarta hål.
"Vi tror att dessa tidiga svarta hål bildas runt tiden då dammet först bildades i universum, mindre än en miljard år efter Big Bang," sade Fan. ”Ursprungliga universum innehöll inga molekyler som kunde koagulera för att bilda damm. Elementen som behövs för denna process producerades och pumpades in i universumet senare av stjärnor. ”
Astronomerna observerade också att mängden hett damm i en kvasar ökar med massan på det svarta hålet. När ett svart hål växer har damm mer tid att materialiseras runt det. De svarta hålen i kärnorna i J0005-0006 och J0303-0019 har de minsta uppmätta massorna som är kända i det tidiga universum, vilket indikerar att de är särskilt unga och i ett stadium då damm ännu inte har bildats runt dem.
Spitzerobservationerna gjordes innan teleskopet slutade på sitt flytande kylvätska i maj 2009 och började sitt ”varma” uppdrag.
Källa: JPL
