Kainat yeni yaransa da, amma bu nəhəng qara dəliklər artıq mövcud idi

Astronomlar kainatın yaranmasından cəmi 670 milyon il sonraya aid olan 31 qədim kvazar aşkar ediblər. Onların arasında indiyədək müşahidə edilmiş ən qədim iki kvazar da var. Alimlər hesab edirlər ki, bu kəşf nəhəng qara dəliklərin Böyük Partlayışdan sonra necə bu qədər qısa müddətdə formalaşdığına dair mühüm ipucları təqdim edir.

Astronomy & Astrophysics jurnalında dərc olunan araşdırmaya əsasən, kvazarlar kainatın ən parlaq obyektlərindən biridir. Onlar superkütləli qara dəliklərin ətrafına düşən nəhəng maddə axınları nəticəsində yaranan enerjini yayırlar. Bəzi kvazarlar bütöv qalaktikalardan belə daha parlaq olduğuna görə astronomlar onları 13 milyard ildən çox uzaq məsafədən müşahidə edə bilirlər.

Tədqiqatın həmmüəllifi, Kaliforniya Universitetinin Santa-Barbara kampusunun və Leiden Universitetinin professoru Cozef Hennavi bildirib ki, bu obyektlər superkütləli qara dəliklərin necə yarandığını anlamaq üçün ən mühüm məlumat mənbələrindən biridir.

Onun sözlərinə görə, Günəşdən milyardlarla dəfə böyük kütləyə malik bu "nəhənglər" kainat hələ körpə yaşlarında olarkən artıq mövcud idi. Lakin onların bu qədər qısa müddətdə necə belə böyük kütlə qazandığı hələ də elm üçün açıq sualdır.

İlk kvazarların axtarışı

Astronomlar uzun illərdir ilk kvazarları tapmağa çalışırlar. Çünki onlar ilk qalaktikaların və superkütləli qara dəliklərin yaranma dövrünü öyrənmək üçün nadir imkan yaradır. Lakin belə obyektlərin aşkarlanması son dərəcə çətindir. Böyük Partlayışdan sonrakı ilk 770 milyon il ərzində yaranmış kvazarlar olduqca azdır. Bundan əlavə, onların zəif işığı Yerə daha yaxın yerləşən ulduzların işığı ilə asanlıqla qarışdırıla bilir.

Kainatın genişlənməsi də müşahidələri çətinləşdirir. Qədim kvazarlardan gələn ultrabənövşəyi şüalar uzun yol qət edərkən uzanaraq yaxın infraqırmızı diapazona keçir. Bu hadisə "qırmızı sürüşmə" (redshift) adlanır. Təəssüf ki, həmin dalğa uzunluqları Yer atmosferinin təbii infraqırmızı şüalanması ilə üst-üstə düşdüyündən bu obyektləri yerüstü teleskoplarla aşkar etmək xeyli mürəkkəbləşir.

Hennavinin sözlərinə görə, qırmızı sürüşmənin 7 olması kainatın cəmi 750 milyon yaşında olduğu dövrə uyğun gəlir ki, bu da onun indiki yaşının 6 faizindən də azdır. Araşdırmanın aparıcı müəllifi, Leiden Universitetinin doktorantı Damin Yan qeyd edib ki, belə uzaq məsafələrdə hər bir kvazarın qarşılığında müşahidələrdə ona çox bənzəyən minlərlə Süd Yolu və yaxın qalaktika ulduzu görünür. Buna görə də həm çox geniş səma sahəsini əhatə edən, həm də çox zəif işığı qeydə ala bilən teleskoplara ehtiyac yaranır.

"Evklid" teleskopu yeni imkanlar açdı

Avropa Kosmik Agentliyi (ESA) 2023-cü ildə kainat tarixinin ən az öyrənilmiş dövrlərini araşdırmaq üçün "Evklid" kosmik teleskopunu orbitə göndərib. Yer atmosferinin infraqırmızı maneələrindən kənarda fəaliyyət göstərən teleskop çox geniş səma sahələrində son dərəcə zəif obyektləri müşahidə edə bilir.

Alimlər "Evklid"in Geniş Səma Sorğusu məlumatlarından istifadə edərək kainatın indiki yaşının cəmi 5 faizinə uyğun gələn dövrdən 31 qədim kvazar aşkar ediblər. Missiya başa çatdıqda teleskop bütün səmanın üçdə birindən çox hissəsinin xəritəsini hazırlayacaq. Damin Yan bildirib ki, "Evklid" bu sahədə əsl dönüş nöqtəsidir. Əvvəllər yalnız ən parlaq qədim kvazarları tapmaq mümkün idisə, indi daha zəif obyektləri də geniş ərazilərdə sistemli şəkildə axtarmaq mümkündür.

Kainatın ilk nəhəng qara dəlikləri

Tədqiqatçılar artıq siyahıdakı ikinci ən qədim kvazarı ətraflı araşdırıblar. Məlum olub ki, o, çoxlu toz və qaz ehtiyatına malik, intensiv ulduz yaranmasının getdiyi qalaktikanın mərkəzində yerləşir. Bu da ilk superkütləli qara dəliklərin "evlərinin" necə göründüyü barədə nadir məlumat verir.

Aşkar edilən kvazarlar kainat tarixində mühüm mərhələ hesab olunan yenidən ionlaşma dövrünə aiddir. Həmin vaxt ilk ulduzlar və qalaktikalar yaranaraq Böyük Partlayışdan sonra kainatı dolduran neytral hidrogeni ionlaşdırmağa başlayıb və müasir kainatın formalaşmasının əsasını qoyublar.

Yeni aşkarlanan 31 kvazardan 14-nün qırmızı sürüşmə göstəricisi 7 və ya daha yüksəkdir. Ən qədim iki kvazarda bu göstərici müvafiq olaraq 7,69 və 7,77 olub. Onların işığı Yerə çatmaq üçün 13 milyard ildən çox yol qət edib və alimlər onları kainatın ilk 670 milyon ili ərzində mövcud olduqları vəziyyətdə müşahidə edirlər. Bu nəticə Hennavinin rəhbərlik etdiyi qrupun 2021-ci ildə müəyyən etdiyi əvvəlki məsafə rekordunu da geridə qoyub. Professor Hennavi bildirib ki, hər dəfə kainatın daha erkən dövrlərinə nəzər saldıqca əsas sual daha da mürəkkəbləşir: kainat superkütləli qara dəlikləri necə bu qədər sürətlə yarada bilib?

Növbəti hədəf

Yeni teleskoplar və məlumatların emalı sahəsindəki inkişaf astronomlara kainatın daha qədim dövrlərini araşdırmağa imkan verir. Qırmızı sürüşməsi 7-dən böyük olan ilk on kvazarı aşkar etmək üçün on ildən çox vaxt lazım olmuşdu. "Evklid" isə bir il ərzində bundan da çox belə obyekt taparaq onların məlum sayını iki dəfədən artıq artırıb. Bu işdə süni intellekt və maşın öyrənməsi alqoritmləri də mühüm rol oynayır. Onlar on milyonlarla astronomik obyekt arasından kvazarları yüksək dəqiqliklə seçə bilir.

Hennavinin komandası bu məqsədlə istifadə olunan proqram təminatını illərlə inkişaf etdirib. Kaliforniya Universitetinin Kek teleskopları ilə işləyən astronomlar üçün hazırlanmış PypeIt məlumat emalı sisteminə də məhz o rəhbərlik edir. Yeni aşkar edilən kvazarların üçdə ikisi, o cümlədən ən uzaqda yerləşən üç obyekt məhz Kek rəsədxanasında təsdiqlənib.

Tədqiqatçıların növbəti məqsədi qırmızı sürüşmə göstəricisi 8-dən yüksək olan ilk kvazarı aşkarlamaqdır. Belə obyekt kainatın ilk 630 milyon ilinə aid olacaq.

Bununla yanaşı, artıq təsdiqlənmiş müşahidə proqramları çərçivəsində Ceyms Uebb Kosmik Teleskopu bu qara dəliklərin kütləsini ölçəcək, onları əhatə edən qazı araşdıracaq və yenidən ionlaşma prosesinin necə baş verdiyini öyrənəcək. Atakama Böyük Millimetr/Submillimetr Massivi (ALMA) isə onların yerləşdiyi qalaktikalardakı toz, qaz və ulduz yaranmasını tədqiq edəcək.

Hennavinin sözlərinə görə, əsas məqsəd bütün bu məlumatları birləşdirərək kainatın ilk bir milyard ilini əhatə edən ardıcıl "kvazar salnaməsi"ni yaratmaqdır.

mənbə: scitechdaily.com