Taispeánann tuiscint an ealaíontóra seo an chuma atá ar J043947.08 + 163415.7, quasar an-i bhfad i gcéin atá á thiomáint ag poll dubh sármhaith, gar dó. Is é an réad seo an quasar is gile a aimsíodh fós go luath sa Cruinne, ach i dtéarmaí gile dealraitheach amháin (ESA / HUBBLE, NASA, M. KORNMESSER)

Tá brón orm, níor aimsigh Réalteolaithe an Quasar is Gile sa Cruinne Iomlán

Le cúnamh ó dhomhantarraingt Einstein agus ó chumhacht an Teileascóp Spáis Hubble, is é an quasar is gile a fuaireamar amach riamh.

Sa réalteolaíocht, tá dhá chineál ceisteanna le freagairt: cinn éasca agus cinn chrua. Baineann na ceisteanna éasca le rudaí in aice láimhe atá flúirseach agus furasta a fheiceáil; baineann na rudaí crua le rudaí i bhfad i gcéin atá annamh agus deacair a fháil. Ar go leor bealaí, baineann na ceisteanna is mó ar fad le cinneadh a dhéanamh ar a bhfuil ag tarlú ag na foircinní cosmacha is mó.

I bhfionnachtain iontach nua, d’fhógair réalteolaithe quasar a rinne taifeadadh go luath sa Cruinne: níos gile ná 600 trilliún Suns. Agus a sholas ag teacht chugainn ó 13 billiún bliain ó shin - díreach 800 milliún bliain tar éis an Big Bang - tugann a ghile le tuiscint go bhfuil sé faoi thiomáint ag poll dubh 10 mbilliún oiread mais ár nGrian.

Ach tá an chonclúid sin go hiomlán mícheart. Is ceist faoi choibhneasacht Einstein atá ag triall orainn, agus tuigimid go díreach cén fáth.

Tá “coinnle caighdeánacha” iontach maith chun achair a fháil bunaithe ar ghile tomhaiste, ach sin amháin má tá tú muiníneach as gile intreach do choinnle. Má fheiceann tú rud éigin ar cosúil go bhfuil gile agus fad áirithe ann, ach go n-aithníonn tú cad a tharlaíonn don solas sin ar an mbealach, féadfaidh tú gile intreach an choinnle a mhí-úsáid. (NASA / JPL-CALTECH)

Samhlaigh go bhfuil bolgán solais geal agat. De réir mar a chasann tú an lasc air, téann sé suas a fhiliméad agus lonraíonn sé go hiontach mar atá sé faoi thiomáint ag uimhir chaighdeánach: 100 vata. Féadfaidh tú achar áirithe a sheasamh uaidh, agus a thuar go díreach cé chomh geal ba chóir dó a bheith le feiceáil. Agus oibríonn sé seo ar an mbealach eile freisin: más féidir leat a fhad a thomhas agus cé chomh geal is atá sé, is féidir leat a fháil amach cé chomh lonrúil agus atá sé go bunúsach.

Ach tá caveat leis an líne smaointeoireachta seo. Caithfidh tú a chinntiú nach bhfuil aon rud ag méadú an tsolais sin atá á fheiceáil agat ó d’áit sa spás. Dá bhfeicfeá an bolgán solais seo trí ghloine formhéadúcháin, gheofá an fad a thomhas i gceart fós, ach thomhaisfeá gile dealraitheach a feabhsaíodh go saorga. Is mó an chumhacht formhéadúcháin atá ag do lionsa, is mó an feabhsú saorga. Dá ndéanfá iarracht a fháil amach cé chomh lonrúil agus a bhí do bholgán solais i ndáiríre, bheifeá claonta i dtreo freagra mícheart, agus formhéaduithe níos airde ag claonadh do thorthaí níos mó.

Ligeann lionsaí imtharraingthe, ag méadú agus ag saobhadh foinse cúlra, dúinn rudaí níos laige, níos faide i gcéin ná riamh a fheiceáil. (ALMA (ESO / NRAO / NAOJ), L. CALÇADA (ESO), Y. HEZAVEH ET AL.)

Níl spéaclaí formhéadúcháin ann go nádúrtha sa spás, ach tá feiniméan an-dáiríre ann maidir le lionsa imtharraingthe. Agus tú ag féachaint ar réad i bhfad i gcéin sa Cruinne, tá an fhéidearthacht ann go mbeidh mais mhór ann feadh do líne radhairc cibé rud a bhfuil tú ag breathnú air.

I gcoibhneas Einstein, is í an mhais is cúis le cuar a dhéanamh ar fhabraic an ama spáis, agus maiseanna níos mó ag spreagadh cuaire níos mó. Déanfar a chosán a shaobhadh ó sholas i bhfad i gcéin a théann trí réigiún d'am spáis cuartha go mór. Má tá an saobhadh suntasach go leor, féadann sé éifeachtaí éagsúla a chruthú, lena n-áirítear síneadh ar an íomhá a breathnaíodh, cruthú ilíomhánna, agus formhéadú mór ar an solas a thagann ón bhfoinse.

Tá HE0435–1223, atá suite i lár na híomhá leathan seo, i measc na gcúig quasars lionsa is fearr a fuarthas go dtí seo. Cruthaíonn an réaltra tulra ceithre íomhá ard-siméadracha den quasar i bhfad i gcéin timpeall air. Is iad na cuótaí na rudaí is faide i gcéin atá le fáil sa Cruinne inbhraite. (ESA / HUBBLE, NASA, SUYU ET AL.)

Maidir leis na rudaí is gile sa Cruinne ultra-i bhfad i gcéin, ní úsáidimid bolgáin solais. Ní úsáidimid réaltaí, réaltraí nó supernovae fiú; ag achair chomh mór sin, is iad na rudaí aonair atá le feiceáil i líon mór ná quasars. Go gairid tar éis an Big Bang, chruthaigh an Cruinne réaltaí den chéad uair, as a d'eascair poill dhubha, cumaisc agus réaltraí. De réir mar a bhí tic curtha leis, sa deireadh bhí na chéad phoill dhubha supermassive le feiceáil ag ionaid na réaltraí óga seo.

Is féidir leis na poill dhubha seo, nuair a phléascann a réaltraí óstacha pléascthaí móra de fhoirmiú réalta, méideanna móra ábhair a charnadh agus a chaitheamh. De réir mar a dhéanann siad, fásann na poill dhubha, agus astaíonn na réigiúin timpeall orthu méideanna móra radaíochta leictreamaighnéadaí, ón gcuid raidió den speictream an bealach ar fad suas go dtí an X-gha. Bunaithe ar an radaíocht a bhreathnaímid, is féidir linn gach cineál airíonna de na quasars seo agus na réaltraí a gcónaíonn siad a athchruthú.

Ainmnítear an quasar nua-aitheanta seo J043947.08 + 163415.7, ar a dtabharfaimid J0439 go gairid. Thángthas air i suirbhé leathan-cheantair in 2017, agus fuarthas breathnuithe leantacha ó Hubble anuraidh. Agus - díreach mar a bheifeá ag súil leis le bolgán solais - bhíomar in ann fad agus gile an ruda seo a thomhas.

Is féidir linn a thomhas go beacht an-ard cé chomh fada ar shiúl atá an quasar seo, agus luach a fháil tríd an méid atá ar eolas againn faoin Cruinne atá ag leathnú a chur i bhfeidhm: 28.1 billiún solasbhliain i bhfad i gcéin.

Is féidir linn a thomhas go beacht cé chomh geal is atá an quasar trína solas a bhailiú, agus tugann sé sin tomhas díreach dúinn ar ghile dealraitheach.

Agus tríd an dá fhigiúr sin a chur le chéile, faigheann muid an figiúr sin do shoiléire intreach an quasar: 600 trilliún oiread gile na Gréine.

Tá an scaird X-gha is faide i gcéin sa Cruinne, ó quasar GB 1428, thart ar an bhfad agus an aois chéanna, mar a bhreathnaítear air ón Domhan, le quasar S5 0014 + 81, ina bhfuil an poll dubh is mó ar a dtugtar sa Cruinne, b’fhéidir. Creidtear go ndéantar na behemoths i bhfad i gcéin a ghníomhachtú trí chumaisc nó idirghníomhaíochtaí imtharraingthe eile as a dtagann spíce shuntasach sa ráta foirmithe réalta a fheictear sna réaltraí óstacha sin. (X-RAY: NASA / CXC / NRC / C.CHEUNG ET AL; ROGHNACH: NASA / STSCI; RADIO: NSF / NRAO / VLA)

Dá mbeadh sé sin fíor, bheadh ​​an réad seo ar an rud is gile a d’aimsigh muid ag achair chomh mór sin. Tá a fhios againn faoi láthair faoi na céadta quasars a fhaightear ag achair an-mhór ar an gcaoi chéanna, a bhfuil gile iontu ó chúpla trilliún go b'fhéidir 300 trilliún oiread luminosity na Gréine. Mar sin tá an quasar nua seo, J0439, anois níos mó ná dhá uair chomh lonrúil leis an gcéad cheann is gile. Tá cuid acu ag maíomh go bhféadfadh sé a bheith ar an quasar is gile sa luath-Cruinne.

Chun tuairim a thabhairt duit faoi cé chomh foircneach is a bheadh ​​a leithéid de quasar, is féidir linn mais a fháil dá pholl lárnach dubh bunaithe ar a ghile: 10 mbilliún gréine maise. Is féidir linn ráta foirmithe réalta a fháil don réaltra ina bhfuil sé: luach 10,000 mais gréine de réaltaí nua in aghaidh na bliana.

I gcomparáid leis sin, tá poll dubh sármhaithiúil ar ár Slí Bó Finne nach bhfuil ach 4 mhilliún mais gréine ann, agus cruthaíonn sé níos lú ná 1 mhais gréine de réaltaí nua gach bliain.

Téann an radharc ilbhreise seo de lárionad réaltrach Bhealach na Bó Finne ón X-gha tríd an optúil agus isteach san infridhearg, ag taispeáint Saighdeoir A * agus an meán intragalactach atá suite timpeall 25,000 solasbhliain ar shiúl. Tá mais de thart ar 4 mhilliún Gréine sa pholl dubh, agus cruthaíonn Bealach na Bó Finne níos lú ná réaltaí nua de Ghrian gach bliain. Níos déanaí i mbliana, agus sonraí raidió á n-úsáid, réiteoidh an EHT léaslíne imeachta an phoill dhubh. (X-RAY: NASA / CXC / UMASS / D. WANG ET AL .; ROGHNACH: NASA / ESA / STSCI / D.WANG ET AL .; IR: NASA / JPL-CALTECH / SSC / S.STOLOVY)

Fuarthas amach go raibh thart ar 500 quasars a thagann chugainn ó am an-luath: nuair a bhí an Cruinne níos lú ná 1.2 billiún bliain d’aois. Níl aon cheann acu seo geal, tá poill dhubha chomh ollmhór, nó tugann siad le tuiscint rátaí foirmithe réalta atá chomh hiontach. Dá mbeadh an quasar seo chomh geal agus a thugann na breathnuithe seo le tuiscint, b’fhéidir go mbeadh sé ar an réad is foircní sa Cruinne iomlán.

Ach níl sé fíor. Níl an quasar J0439 600 trilliún huaire chomh lonrúil lenár nGrian, agus is cinnte nach é an quasar is gile sa Cruinne é. Ina áit sin, taispeánann J0439 na comharthaí inscríofa de lionsa imtharraingthe, a d’fhéadfadh a bheith á mhéadú chomh mór le fachtóir 50.

In áit a bheith 600 trilliún huaire chomh lonrúil lenár nGrian, b’fhéidir nach mbeadh sé ach 10–12 trilliún huaire chomh lonrúil, rud a d’fhágfadh go mbeadh sé ar cheann de na quasar is géire a braitheadh ​​riamh ag achar chomh mór sin.

Taispeánann an íomhá seo an quasar i bhfad i gcéin J043947.08 + 163415.7 mar a breathnaíodh í le Teileascóp Spáis Hubble NASA / ESA. Tá an quasar ar cheann de na rudaí is gile sa luath-Cruinne. Mar gheall ar a fhad, áfach, ní raibh sé le feiceáil ach toisc go raibh a íomhá níos gile agus níos mó trí lionsa imtharraingthe. (NASA, ESA, X. FAN (OLLSCOIL ARIZONA))

Tá na sínithe lionsa go hiomlán gan athbhrí agus dosheachanta. Réitíodh iliomad íomhánna i sonraí Hubble, mar léirigh breathnuithe go raibh trí íomhá ar leithligh ann do J0439. Tá réaltra tulra ann, arna fhritháireamh leis an difríocht uilleach riachtanach amháin, le feiceáil go soiléir freisin, ag nochtadh foinse do lionsa imtharraingthe.

Is é an léirmhíniú is fearr ar na sonraí seo ná go bhféadfadh an quasar a bheith ag seoladh solais ó 13 billiún bliain ó shin, ach thart ar leathbhealach eadrainn féin agus an quasar sin, tá réaltra idirnasctha ag cuartú an spáis go mór. Nuair a dhéanaimid athchruthú ar an méid a chaithfidh a bheith i láthair chun na breathnuithe seo a mhíniú, tagaimid ar an gconclúid nach é seo an quasar is gile a bhraitear ag achair chomh mór sin; is é seo an chéad quasar a ndearnadh lionsa imtharraingthe air sna ceantair is faide ó na Cruinne.

Taispeánann léiriú de lionsa imtharraingthe an chaoi a ndéantar réaltraí cúlra - nó aon chosán solais - a shaobhadh trí mhais idirghabhála a bheith ann, ach taispeánann sé freisin an chaoi a ndéantar an spás féin a lúbadh agus a shaobhadh trí mhais na tulra féin a bheith ann. Is féidir le formhéadú lionsa den sórt sin mearbhall a chur ar ghile intreach foinse mura gcuirtear san áireamh i gceart í. (NASA / ESA)

Nuair a thugaimid aird ar éifeachtaí lionsa imtharraingthe, mar aon leis an gcuaire gaolmhar spáis mar gheall ar choibhneasacht Einstein, bíonn an quasar seo i bhfad níos réasúnta.

  • In ionad 600 trilliún huaire chomh lonrúil lenár nGrian, níl sé ach ~ 12 trilliún huaire chomh lonrúil, ar aon dul le quasars eile.
  • In ionad poll dubh atá 10 mbilliún uair chomh ollmhór lenár nGrian, nár chualathas chomh luath sin, níor cheart go mbeadh sé ach 0.8 billiún uair mais na Gréine againn, i gcomhréir le poill mhóra dhubha eile ag na céimeanna luatha sin.
  • Agus in ionad ráta foirmithe réalta atá na mílte agus na mílte uair chomh hiontach lenár réaltra féin, déanaimid ceann a athchruthú níos dlúithe le quasars óga eile: luach cúpla céad go cúpla míle maise gréine de réaltaí nua in aghaidh na bliana.

Amach anseo, ba cheart go nochtfadh suirbhéanna doimhne ar scála níos mó níos mó cuótaí ag imeall lionsaí imtharraingthe cumhachtacha. Ba cheart dúinn go leor eile de na quasars íseal-soilsithe seo a fháil amach ag achair mhóra, atá faoi bhun thairseacha braite ár réadlann reatha gan feabhsú lionsa. Agus maidir le J0439 go háirithe, táimid ag súil go hiomlán go nochtfaidh breathnuithe leantacha le ALMA cé chomh tapa agus atá an t-ábhar timpeall an phoill dhubh chumhachta quasar ag bogadh, ag tabhairt fuinneog dúinn ar a mais i ndáiríre.

Taispeánann croílár an réaltra NGC 4261, cosúil le croílár a lán réaltraí, comharthaí de pholl dubh sármhaith i mbreathnuithe infridhearg agus X-gha. Nuair a thomhaiseann muid gluaisne an gháis, lena n-áirítear a threoluas ag faid éagsúla ón lár, timpeall an phoill dhubh sin, is féidir linn luach measartha beacht a fháil don pholl dubh sármhaith in situ. (NASA / HUBBLE AND ESA)

Tá an quasar nua seo suimiúil, ach ní ar na cúiseanna a chuala tú. Ní hé an rud is gile in aice lenár breacadh cosmaí é, ach ceann de na rudaí is laige dá leithéid a aimsíodh. Níl ann ach mar gheall ar chumhacht na lionsa imtharraingthe, ailíniú seans réaltra eatramhach, agus rialacha uathúla choibhneasacht Einstein go raibh muid in ann é a fháil ar chor ar bith.

B’fhéidir go bhfuaireamar an quasar leis an gile dealraitheach is mó sa luath-Cruinne, rud atá iontach ann féin. Ach is é an aidhm atá againn an Cruinne a thuiscint mar atá sí, ní mar a fheictear dúinn é. Nuair a chuirtear sin san áireamh, tá an quasar seo ar aon dul leis an méid a mbeimid ag súil leis. Agus sin scéal iontach suimiúil ann féin, gan aon mhothúchán breise riachtanach.

Tá Starts With A Bang ar Forbes anois, agus athfhoilsithe ar Meán a bhuíochas lenár lucht tacaíochta Patreon. Tá dhá leabhar ag Ethan, Beyond The Galaxy, agus Treknology: The Science of Star Trek ó Tricorders go Warp Drive.