Най-голямата, най-стара маса вода във Вселената

Международен екип от астрономи откри най-голямата, най-стара маса вода, открита някога във Вселената. Новооткритият облак от водна пара, еквивалентен на 140 трилиона пъти повече от водата в земните океани, е на повече от 12 милиарда светлинни години от Земята и заобикаля огромната черна дупка на квазар.

Тази концепция на художника илюстрира квазар или захранваща черна дупка, подобно на APM 08279 + 5255. Газът и прахът вероятно образуват торус около централната черна дупка, с облаци заредени газове над и отдолу. Рентгеновите лъчи излизат от самия централен регион, докато топлинната инфрачервена радиация се излъчва от прах в по-голямата част от тора. Докато тази фигура показва тора на квазара, торът около APM 08279 + 5255 вероятно е позициониран лицева страна от наша гледна точка. Кредит за изображения: НАСА / ESA

Астрономът от университета в Мериленд Алберто Болато, който е съавтор на нова книга за откритието, заяви:

Тъй като светлината, която виждаме, напуска този квазар преди повече от 12 милиарда години, ние виждаме вода, която е присъствала само около 1, 6 милиарда години след началото на Вселената. Това откритие тласка откриването на вода на 1 милиард години по-близо до Големия взрив от която и да е предишна находка.

Документ с подробности за откритието е приет за публикуване в The Astrophysical Journal Letters . В документа Мат Брадфорд, учен от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, казва:

Това е поредната демонстрация, че водата е широко разпространена във вселената, дори в най-ранните моменти.

Квазарите са най-светещите, най-мощните и най-енергийните обекти във Вселената. Те се захранват от огромни черни дупки, които всмукват заобикалящия газ и прах и извличат огромни количества енергия. Брадфорд, Болато и техните колеги проучиха конкретен квазар, наречен APM 08279 + 5255, който съдържа черна дупка 20 милиарда пъти по-масивна от слънцето и произвежда толкова енергия, колкото хиляда трилиона слънца.

Нарастваща черна дупка, наречена квазар, се вижда в центъра на далечна галактика в концепцията на този художник. Кредит за изображения: НАСА / JPL-Caltech

Учените смятат, че водната пара е присъствала дори в ранната Вселена, така че откриването на вода само по себе си не е изненада. Нашият собствен Млечен път има водна пара. Въпреки това, тъй като по-голямата част от водата на Млечния път е под формата на лед, количеството водна пара в нашата галактика е 4000 пъти по-малко от новооткрития воден облак около квазар APM 08279 + 5255.

Тази водна пара е важен микроелемент, който разкрива много за естеството на този квазар. Водната пара се разпределя около масивната черна дупка в газообразен район, обхващащ стотици светлинни години с размери (светлинна година е около шест трилиона мили). Газът е необичайно топъл и плътен, но само по астрономически стандарти. Температурата му е минус 63 градуса по Фаренхайт (53 градуса по Целзий), а огромният облак от вода е 300 трилиона пъти по-малко плътен от земната атмосфера - все още пет пъти по-горещ и 10 до 100 пъти по-гъст от това, което е типично в галактики като Млечния път.

Измерванията на водната пара и на други молекули, като въглероден окис, предполагат, че има достатъчно газ за захранване на черната дупка, докато тя нарасне до около шест пъти по-голяма от нейната големина. Дали това ще се случи не е ясно, казват астрономите, тъй като част от газа може да се кондензира в звезди или може да бъде изхвърлен от квазара.

По същия начин, по който лекарите използват различни тестове, за да поставят диагноза, астрономите са използвали два различни инструмента, "Z-Spec" и CARMA, за да идентифицират наличието на най-старата (и най-далечната) вода, открита досега.

Първо използваха инструмента "Z-Spec" (10-метров телескоп близо до срещата на върха на Мауна Кеа на Хаваите) в субмилиметровата обсерватория Калтех, за да открият спектралния подпис за водна пара. Този инструмент измерва светлината в областта на електромагнитния спектър
наречена милиметрова лента, която лежи между инфрачервената и микровълновата вълни.

За да потвърдят, че това, което са открили, наистина е вода, астрономите са използвали Комбинирания масив за изследвания в алиномията на милиметровата вълна (CARMA). CARMA е свързан масив от 15 радиотелескопски чинии, кацнали високо в прохладната и суха пустиня на Източна Калифорния.

Масивът телескопи CARMA в планините Иньо в Калифорния. Кредитна снимка: Palmtree3000

Долен ред: Изследователите Алберто Болато, Мат Брадфорд и международен екип от астрономи откриха най-голямата, най-стара маса вода, открита някога във Вселената, заобикаляща черната дупка на квазара APM 08279 + 5255. Екипът потвърди Z-spec телескоп с CARMA. Доклад, описващ проучването, е приет за публикуване в The Astrophysical Journal Letters .

Прочетете повече в Университета на Мериленд

Прочетете повече в Университета на Колорадо - Боулдър

Астрономите откриват най-яркия квазар в ранната Вселена

14 000 квазара светят светлина върху далечната вселена