Euklides se nedívá jen na oblohu. Ponoří se do hlubin času.
Vesmírný dalekohled Evropské kosmické agentury (ESA) identifikoval 31 dosud neznámých kvasarů. Nejsou to jen slabá rozmazaná místa. Toto jsou nejmocnější jádra supermasivních černých děr požírající hmotu v dětském vesmíru. Některé z nich září jasněji než bilion sluncí. Všechny pocházejí z doby, kdy stáří vesmíru bylo méně než 5 % jeho současného věku.
To mění naše chápání raného vesmíru.
Po celá desetiletí astronomové hledali tyto objekty. Hledali odpovědi, zejména: jak mohly černé díry tak rychle získat tolik hmoty? Hledání bylo obtížné, protože takové předměty jsou vzácné. Jsou slabí. Jsou snadno zaměnitelné s bližšími hvězdami. Stále.
Hledejte slabé obry
Před Euklidovým startem mohly průzkumy najít pouze nejjasnější starověké kvasary. Nejvzácnější ze vzácných. Astronomům tak zůstal malý vzorek dat. Zkreslený obrázek. Věděli o existenci obrů, ale neviděli obyvatelstvo skryté za nimi.
Euclid změnil hru. Byl vypuštěn v roce 2023 a skenuje široké oblasti oblohy v infračervené oblasti. Zachycuje světlo, které předchozí dalekohledy minuly. To umožňuje provést skutečné sčítání.
„Euclid skutečně mění hru,“ říká Da Ming Yang z Leidenské univerzity, který vedl práci popisující objev.
Yang poznamenává, že Euclid zachycuje slabší světlo na obrovských plochách. To vám umožní klást přesnější otázky. Nejen, že existovaly? Ale jak časté byly?
Nová data zahrnují 31 kvasarů. Vybraný vzorek pokrývá období až před 13,5 miliardami let. Vidíme světlo vyzařované těmito objekty, když byl vesmír ještě miminkem.
“Tím, že je studujeme a nalézáme, lépe pochopíme, jak tak rychle vznikly tak rozsáhlé systémy. To je jedna z největších záhad astrofyziky.”
Překonejte rekordy na vzdálenost
Z těchto 31 objektů má 12 červený posuv 7 nebo vyšší.
Redshift měří, jak moc expanze vesmíru protáhla světlo. Vyšší červený posuv znamená starší světlo. Redshift 7 řadí objekt do prvních 770 milionů let kosmické historie.
Dva nejstarší vytvořili nové rekordy.
EUCL J1729002.75+064101.8 a EUCL J125808.55+070543.2.
Jejich červený posuv je 7,79 a 7,69. Nacházejí se ve vzdálenosti 13,1 a 13,3 miliardy světelných let. Zářily už v době, kdy byl vesmír starý pouhých 670 milionů let. To je dříve než jakékoli dříve známé kvasary.
Antonio La Marca, vědec ESA v týmu Euclid, to nazývá kolosálním skokem.
Astronomům trvalo více než deset let, než našli prvních deset kvasarů s vysokým rudým posuvem. Euklides překonal toto číslo za pouhý rok.
„Tým Euclid provedl skutečné sčítání poprvé,“ říká La Marca.
To je zásadní krok. Přecházíme od hledání výjimek k pochopení pravidla.
Uvnitř motoru raného vesmíru
Proč jsou tyto kvasary důležité? Osvětlují vesmírný úsvit.
Silvia Belladitta a kolegové pečlivě studovali druhý nejstarší kvasar. Data odhalují něco zajímavého: černá díra se nachází uvnitř galaxie nasycené plynem a prachem. Hvězdy se tam tvoří neuvěřitelnou rychlostí.
Toto nastavení navrhuje připojení.
Supermasivní černá díra potřebovala obrovský příliv „jídla“, aby poháněla záři kvasaru. Hostitelská galaxie právě přeměňovala stejný plyn na hvězdy. Vyrůstali spolu. Vyvinuli se společně.
Tyto objekty se objevily během éry reionizace.
Před tímto obdobím vesmír zažíval „temné časy“. Plynný vodík byl studený a neutrální. Energetické světlo z prvních hvězd, galaxií a kvasarů zbavilo atomy elektronů. Plyn se ionizoval. Prostor se stal průhledným. Strukturovaný.
Tyto starověké kvasary byly součástí tohoto přechodu. Pomohli odstranit mlhu.
“Starověké kvasary jsou stroje času,” říká vědecká pracovnice projektu ESA Valeria Pettorino.
Umožňují nám prozkoumat, jak vznikly první galaxie. Jsou vzácné. Ale jsou také klíčové.
Co bude dál?
Schopnosti Euklidu jsou jedinečné. Kosmické infračervené vidění. Jasné obrázky. Hloubka. Pokrývá velké plochy. Efektivně detekuje vzdálené objekty.
Ale dalekohled je jen polovina příběhu.
Zpracování dat vyžadovalo úsilí tisíců vědců a inženýrů konsorcia Euclid. Analyzovali obrovské množství dat. Našli tyto vzácné kvasary. Nyní je mohou pozemské dalekohledy dále studovat.
Těchto 31 kvasarů je součástí Euclid Wide Survey. Tento průzkum nakonec pokryje více než třetinu oblohy.
Jak Euclid mapuje miliardy galaxií, počet starověkých kvasarů se pravděpodobně zvýší. Data také osvětlí temnou hmotu. O historii vesmíru. O rozsáhlé struktuře Vesmíru.
Právě začínáme vidět okraje toho, co je tam venku. Světlo z těchto objektů s jasem bilionu sluncí k nám putovalo 13 miliard let. A teď nám vypráví, jak to všechno začalo.
