Usando o Observatório WM Keck, no Havaí, um grupo de astrônomos do Instituto Max Planck para Astronomia ter descoberto o primeiro quasar quadruple: quatro buracos negros ativos rara, localizado em estreita proximidade um do outro. O quarteto reside em uma das estruturas mais massivas já descobertas no universo distante, e está rodeado por uma nebulosa gigante de gás denso legal. Porque a descoberta vem com odds um em cada dez milhões, talvez cosmólogos precisam repensar seus modelos de evolução quasar ea formação das estruturas cósmicas mais massivas.
Bater o jackpot é uma coisa, mas se você acertar o jackpot quatro vezes em uma linha você pode se perguntar se as probabilidades de alguma forma foram empilhadas em seu favor.
Quasares constituem uma breve fase de evolução da galáxia, alimentado pela queda-de matéria em um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia. Durante esta fase, eles são os objetos mais luminosos do universo, brilhando centenas de vezes mais brilhante do que suas galáxias hospedeiras, que se contêm centenas de bilhões de estrelas. Mas esses episódios hiper-luminosos durar apenas uma pequena fração do tempo de vida de uma galáxia, que é por isso que os astrônomos precisam ter muita sorte para pegar qualquer galáxia no ato. Como resultado, os quasares são extremamente raros no céu, e normalmente são separados por centenas de milhões de anos-luz um do outro. Os pesquisadores estimam que as chances de descoberta de um quasar quadruple por acaso é uma em dez milhões. Como na Terra eles conseguiram tanta sorte?
Pistas vêm de propriedades peculiares do ambiente do quarteto. Os quatro quasares são cercados por uma nebulosa gigante de gás hidrogênio densa legal, que emite luz porque é irradiado pelo brilho intenso dos quasares. Além disso, tanto o quarteto ea nebulosa circundante residir em um canto raro do universo com uma quantidade surpreendentemente grande de matéria. "Há várias centenas de vezes mais galáxias nesta região do que seria de esperar para ver a estas distâncias", disse J. Xavier Prochaska, professor da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e do investigador principal das observações Keck Observatory.
Dado o número excepcionalmente grande de galáxias, este sistema assemelha-se as aglomerações enormes de galáxias, conhecido como aglomerados de galáxias, que os astrónomos observar no universo atual. Mas porque a luz desta metrópole cósmicos tem viajado para 10.000 milhões anos antes de atingir a Terra, as imagens mostram a região, uma vez que era de 10 bilhões de anos atrás, menos de 4 bilhões de anos após o Big Bang. É, portanto, um exemplo de um progenitor ou antepassado de um aglomerado de galáxias de hoje, ou proto-cluster para breve.
Remendar de todas essas anomalias em conjunto, os pesquisadores tentaram compreender o que parece ser o seu golpe de sorte incrível. "Se você descobrir algo que, segundo a sabedoria científica atual deve ser extremamente improvável, você pode vir a uma de duas conclusões: ou você só tenho muita sorte, ou que você precisa para modificar a sua teoria", disse Hennawi.
Os pesquisadores especulam que algum processo físico pode tornar a atividade quasar muito mais provável em ambientes específicos. Uma possibilidade é que os episódios de quasares são acionados quando as galáxias colidem ou se fundem, porque essas interações violentas canalizar de forma eficiente gás para o buraco negro central. Tais encontros são muito mais prováveis de ocorrer em um proto-aglomerado denso preenchido com galáxias, assim como é mais provável encontrar o tráfego durante a condução através de uma grande cidade.
"A nebulosa de emissão gigante é uma peça importante do quebra-cabeça, uma vez que significa uma enorme quantidade de gás frio denso", disse Fabrizio Arrigoni-Battaia, um estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Astronomia que esteve envolvido na descoberta.
Buracos negros supermassivos só pode brilhar como quasares se houver gás para eles engolir, e um ambiente que é o gás rico poderia proporcionar condições favoráveis para abastecer quasares. Por outro lado, dada a atual compreensão de como as estruturas maciça na forma universo, a presença da nebulosa gigante na proto-cluster é totalmente inesperado.
"Nossos modelos atuais de formação da estrutura cósmica com base em simulações de supercomputadores prever que os objetos maciços no início do universo deve ser preenchido com gás rarefeito que é cerca de dez milhões de graus, ao passo que esta nebulosa gigante de gás requer milhares de vezes mais denso e mais frio", disse Sebastiano Cantalupo , atualmente no ETH Zurich , que liderou as observações de imagem um do Observatório Keck durante sua nomeação pesquisas anteriores em UCSC. "É realmente surpreendente que esta descoberta foi feita na mesma noite da nebulosa Slug enquanto estávamos à caça de Lyman alfa nebulosas gigante iluminada por quasares - minha primeira noite no Keck Observatory e definitivamente o mais emocionante da noite observando que eu já tive"
"Eventos extremamente raros têm o poder para derrubar as teorias de longa data", disse Hennawi.
Como tal, a descoberta do primeiro quadruple quasar pode forçar os cosmólogos a repensar seus modelos de evolução quasar ea formação das estruturas de maior massa no universo.
O Galaxy diário via WM Keck Observatory
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