Wissenschaftler überdenken die Umgebung eines Quasars

Wissenschaftler überdenken die Umgebung eines Quasars

Dies ist eine Verteilung von Galaxien und eine Nahaufnahme einiger HSC-Protocluster. Bereiche mit höherer und niedrigerer Dichte werden durch rote und blaue Farben dargestellt. Weiße Kreise markieren in Großaufnahme den Standort ferner Galaxien. Es wird erwartet, dass sich rote Bereiche zu galaktischen Clustern entwickeln.

Mit Hyper Suprime-Cam (HSC) am Subaru-Teleskop konnten die Wissenschaftler etwa 200 Protocluster identifizieren - die Vorläufer der galaktischen Cluster im frühen Universum (vor 12 Milliarden Jahren). Sie zeigten auch, dass Quasare nicht dazu neigen, sich in Protoklustern aufzuhalten. Wenn es jedoch eine gibt, sollte eine zweite in der Nähe sein. Die Ergebnisse lassen Zweifel an der Beziehung zwischen Protoclustern und Quasaren aufkommen.

Im Weltall sind Galaxien gleichmäßig verteilt. Es gibt bestimmte Orte, die als Cluster bezeichnet werden und an denen sich Zehn- und Hunderte von Galaxien nahe beieinander befinden. Andere Galaxien sind isoliert. Um herauszufinden, wie und warum sich Cluster bilden, ist es wichtig, nicht nur reife Vertreter in Echtzeit zu untersuchen, sondern auch Protocluster zu beobachten, die sich noch bilden.

Die Lichtgeschwindigkeit ist begrenzt. Wenn Sie also entfernte Objekte beobachten, können Sie in die Vergangenheit blicken. Zum Beispiel wurde das Licht eines Objekts, das in einer Entfernung von 1 Milliarde Lichtjahren von uns lebt, vor 1 Milliarde Jahren gelöscht und hat seitdem Zeit für die Raumfahrt aufgewendet. Wenn Wissenschaftler das Licht beobachten, können sie das Bild dessen sehen, was das Universum zu dieser Zeit war. Selbst in dieser Perspektive sind Protocluster jedoch selten und schwer zu beobachten. Bisher waren nur 20 solcher Objekte bekannt. Es ist schwierig, entfernte Protocluster direkt zu verfolgen, daher werden manchmal Quasare verwendet. Wenn eine große Menge Gas in ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch fällt, kollidiert es mit einem anderen Gas und erwärmt sich auf extreme Temperaturen. Er beginnt hell zu leuchten und wird zum Quasar. Die Idee war, dass, wenn viele Galaxien nahe beieinander sind, die Verschmelzung von zwei davon zu Instabilität führt und Gas in ein supermassives Schwarzes Loch einer der Galaxien strömt, wodurch ein Quasar entsteht. Aufgrund der Seltenheit von Quasaren und Protoklustern konnte dieser Zusammenhang jedoch nicht genau bestätigt werden.

Um die Natur von Protoklustern im frühen Universum zu erkennen, sind weitere Beobachtungen erforderlich. Jetzt führen Wissenschaftler eine beispiellose groß angelegte systematische Überprüfung von Protoclustern im Subaru-Teleskop durch. Den Forschern ist es bereits gelungen, 200 Regionen zu identifizieren, in denen sich vor 12 Milliarden Jahren Galaxien angesammelt und Protocluster gebildet haben.

Wissenschaftler überdenken die Umgebung eines Quasars

Sterne bezeichnen Quasare und helle (schwache) Galaxien in derselben Epoche (in Form von Punkten). Die Kontur zeigt die Redundanz der Galaxien im Verhältnis zur durchschnittlichen Dichte. Die Forscher untersuchten auch die Beziehung zwischen Protoclustern und Quasaren. Sie untersuchten 151 Quasare im selben Zeitalter und stellten fest, dass die meisten von ihnen nicht in der Nähe von superdichten galaktischen Regionen liegen. Tatsächlich vermeiden die hellsten Quasare die dichtesten Abschnitte. Die Daten legen nahe, dass Quasare kein guter Indikator für Protocluster sind und dass andere Mechanismen als galaktische Fusionen erforderlich sind, um ihre Aktivität zu erklären.

Wissenschaftler fanden jedoch zwei Quasarpaare, die in Protoclustern leben. Dies ist ein seltenes Phänomen und weist auf die Möglichkeit hin, dass die Quasaraktivität in der Umgebung von Protoclustern synchron ist. HSC-Beobachtungen sind wichtig, weil sie erstmals eine systematische Untersuchung von Protoklustern ermöglichten. Bis zum Abschluss der Überprüfung planen die Wissenschaftler, Tausende von Protoclustern zu finden.

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