Teleskopi hapësinor James Webb sheh dritën e parë të yjeve nga kuazarët e lashtë në një zbulim novator

Yjet nuk mund të fshihen më pas dritës nga ushqyerja e vrimave të zeza supermasive në universin e foshnjave.

Me ndihmën e teleskopit hapësinor James Webb (JWST), astronomët kanë parë për herë të parë dritën e yjeve nga dy galaktika të hershme që ushqejnë vrima të zeza supermasive ose kuazare. Zbulimet përfundimisht mund t’i ndihmojnë shkencëtarët të kuptojnë më mirë se si vrimat e zeza supermasive rriten shpejt në masa ekuivalente me miliona ose miliarda diej dhe se si ato dhe galaktikat që i mbajnë ato evoluojnë dorë për dore.

“25 vjet më parë, ishte e mahnitshme për ne që ne ishim në gjendje të vëzhgonim galaktikat pritëse nga 3 miliardë vjet më parë, duke përdorur teleskopë të mëdhenj me bazë tokësore,” tha në një deklaratë anëtari i ekipit dhe studiuesi i Institutit Max Planck për Astronominë, Knud Janke. “Teleskopi Hapësinor Hubble na lejoi të hetojmë epokën kulmore të rritjes së vrimave të zeza 10 miliardë vjet më parë. Dhe tani ne kemi JWST në dispozicion për të parë galaktikat në të cilat u shfaqën vrimat e para të zeza supermasive.”

Ekipi vëzhgoi dy nga këto të ashtuquajtura galaktika aktive, të cilat shihen si ishin kur universi 13.8 miliardë vjeçar ishte më pak se një miliard vjet i vjetër. Ata ishin në gjendje të llogaritnin si masën e galaktikave ashtu edhe masën e vrimave të zeza supermasive që po fuqizojnë kuazarët, të caktuar J2236+0032 dhe J2255+0251. Dritës nga këto dy galaktika iu deshën 12.9 dhe 12.8 miliardë vjet për të arritur tek ne, duke iu shfaqur kështu astronomëve ashtu siç ishin 870 dhe 880 milionë vjet pas Big Bengut, përkatësisht.

Vëzhgimet zbuluan se masa e galaktikave është 130 miliardë e 30 miliardë herë ajo e diellit, dhe masat e vrimave të zeza monstruoze ushqehen si 1.4 miliardë masa diellore për J2236+0032 dhe 200 milionë masa diellore për J2255+0251. Kjo tregoi se masa e këtyre galaktikave të hershme dhe vrimave të zeza të tyre qendrore janë të lidhura në të njëjtën mënyrë që shihet në galaktikat e vëzhguara më afër Rrugës së Qumështit dhe, kështu, më të reja në kohë.

Kuazarët janë disa nga objektet më ekstreme në të gjithë universin. Të mundësuar nga vrima të zeza supermasive të rrethuara nga gaz dhe pluhur, disa prej të cilave grumbullohen në vrimën e zezë, disa prej të cilave shpërthehen me shpejtësi që i afrohen asaj të dritës, kuazarët lëshojnë aq shumë dritë saqë shpesh mund të shkëlqejnë më shumë se çdo yll në galaktikën që pret. ato të kombinuara.

Pothuajse çdo galaktikë besohet të ketë një vrimë të zezë supermasive në zemrën e saj, por jo të gjitha këto janë kuazare. Për shembull, vrima e zezë supermasive në qendër të Rrugës së Qumështit, Shigjetari A* (Sgr A*), konsumon aq pak materie sa është e barabartë me një njeri që ha një kokërr orizi çdo milion vjet. Kështu, nuk ushqehet mjaftueshëm për të fuqizuar një kuazar.

Kuazari i parë u vu re në vitin 1963, dhe që atëherë, shkencëtarët kanë zbuluar proceset që fuqizojnë emetimin e tyre të madh të dritës. Në vitet 2000, u zbulua se masat e galaktikave dhe vrimat e zeza të tyre supermasive janë të lidhura, me masën e yjeve në një galaktikë rreth 1000 herë më të madhe se masa e vrimës së zezë qendrore të saj.

Marrëdhënia midis masave të vrimave të zeza supermasive dhe galaktikave të tyre vlen për galaktikat me vrima të zeza supermasive me masa miliona herë më të mëdha se ato të diellit dhe për ato me vrima të zeza qendrore miliarda herë më të madhe se masa e yllit tonë.

Lidhja midis masës së galaktikave dhe masës së vrimave të tyre të zeza supermasive mund të lidhet me faktin se të dyja rriten nëpërmjet një zinxhiri shkrirjesh midis galaktikave që përfundimisht çon në vrimat e zeza në zemër të atyre galaktikave që përplasen dhunshëm me njëra-tjetrën dhe duke krijuar një vrimë të zezë edhe më të madhe. Rrjedhimisht, pas bashkimeve të shumta, masa e një galaktike do të jetë rreth masës mesatare të galaktikës fillestare shumëfishi i numrit të galaktikave me të cilat u bashkua, ndërsa masa e vrimës së zezë qendrore do të jetë rreth masës së vrimës së zezë fillestare shumëfish i të njëjtit numër. , duke çuar në një marrëdhënie afërsisht lineare.

Një sugjerim tjetër është që kur një vrimë e zezë supermasive ushqehet me material të mjaftueshëm për t’u bërë një kuazar, rrezatimi që shpërthen rregullon materialin e disponueshëm si për fuqizimin e kuasarit ashtu edhe për formimin e yjeve të rinj. Kështu, kur kuazarit i mbaron ushqimi dhe ndalon së rrituri, formimi i yjeve gjithashtu ngadalësohet në atë galaktikë.

Cilido qoftë shkaku i kësaj marrëdhënieje, astronomët nuk kanë qenë në gjendje të përcaktojnë nëse ekziston për galaktikat dhe vrimat e zeza të tyre supermasive në universin shumë të hershëm deri më tani. Kjo është për shkak se, ndërsa shkëlqimi i kuazarëve i lejon ata të studiohen në distanca prej miliarda vite dritë larg, ai gjithashtu e bën të vështirë vëzhgimin e dritës më të zbehtë të yjeve nga galaktikat që strehojnë kuazarët.

Teleskopët me bazë tokësore përpiqen të dallojnë dritën nga kuazarët dhe dritën nga yjet në galaktikat e tyre për shkak të efektit të atmosferës së Tokës. Nga pozicioni i tij mbi atmosferë, Teleskopi Hapësinor Hubble ka pasur njëfarë suksesi në zbulimin e dritës nga këto galaktika kur ato janë rreth 10 miliardë vite dritë larg. Por për ta bërë këtë për galaktikat më të largëta dhe më të hershme, astronomëve u është dashur të presin për teleskopin hapësinor më të fuqishëm të vendosur ndonjëherë në orbitë, JWST.

Kuazarët J2236+0032 dhe J2255+0251 u vëzhguan me instrumentin kryesor të JWST, Kamerën Infra të Kuqe afër (NIRCam), për 2 orë në dy gjatësi vale të ndryshme. Ekipi mori këtë spektër të kombinuar të dritës kuazar dhe dritës së yjeve për të dyja galaktikat dhe më pas ndau dritën kuazar për të parë dritën nga yjet e hershëm në galaktika të tilla për herë të parë.

Çuditërisht, vëzhgimet e J2236+0032 dhe J2255+0251 dhe galaktikave të tyre me JWST kanë treguar se marrëdhënia e masës vrimë e zezë supermasive/galaktikë ekziston edhe në universin e hershëm. Aktualisht, vetëm këto të dhëna nuk janë të mjaftueshme për të zbuluar origjinën e kësaj marrëdhënieje masive dhe se si vrimat e zeza supermasive rriten në përmasa kaq të jashtëzakonshme, por do të informojnë hetimet e ardhshme.

Gjetjet përfaqësojnë vetëm një pjesë të vëzhgimeve të JWST të kuazarëve të largët, me teleskopin e fuqishëm hapësinor që aktualisht vëzhgon dhjetë prej këtyre objekteve supermasive të fuqizuara nga vrima e zezë dhe galaktikat e tyre. Për më tepër, 11 orë të tjera kohë vëzhgimi i janë dhënë këtij eksplorimi specifik të universit të hershëm.