Kamera energi gelap mengungkap rahasia biologi quasar di awal alam semesta

Studi modern menggunakan teknologi canggih Kamera Energi Gelap (DECam) Hal ini telah memberikan wawasan mendalam tentang sifat lingkungan quasar di alam semesta awal. Dengan memanfaatkan kemampuan observasi yang luas Teleskop Victor M. Blanco 4 meter Di Cerro Tololo Interamerican Observatory di Chili, para peneliti telah mengkonfirmasi bahwa quasar – salah satu objek paling terang di alam semesta – dikelilingi oleh gugusan galaksi kecil yang padat. Yang mengejutkan, penelitian ini juga mengungkapkan kurangnya jumlah galaksi di sekitar quasar tersebut, sehingga menyebabkan evaluasi ulang atas peran mereka dalam menekan pembentukan bintang.

Lingkungan Quasar: sangat padat dan terisolasi

Quasar Diketahui bekerja dengan Lubang hitam supermasif Ia mengakumulasi gas dalam jumlah besar, menjadikannya salah satu objek paling terang di alam semesta. Lubang hitam ini sangat besar sehingga hanya dapat terbentuk di wilayah yang banyak gasnya, dan oleh karena itu, para ilmuwan telah lama percaya bahwa quasar ada di bagian terpadat di alam semesta awal. Namun, meskipun kehadiran mereka diperkirakan berada di gugus galaksi padat penduduk, Pengamatan sebelumnya pada lingkungan quasar Penelitian telah menghasilkan hasil yang beragam. Beberapa penelitian telah melaporkan keberadaan wilayah padat galaksi pendamping di sekitar quasar, sementara penelitian lain menemukan wilayah yang tersebar di sekitarnya. Perbedaan hasil ini telah membingungkan para astronom selama bertahun-tahun.

Dalam penelitian terbaru yang dilakukannya Tristan LambertPara peneliti terpaksa melakukannya Bidang pandang DECam yang sangat luas Dan filter khusus untuk memecahkan teka-teki. Dengan berfokus pada quasar Vic J2348-3054yang terletak pada jarak tetap berkat pengamatan sebelumnya dari Array Milimeter/Submilimeter Besar Atacama (ALMA)Tim tersebut mampu memetakan lingkungan quasar di wilayah langit yang luasnya belum pernah terjadi sebelumnya. Menurut Lambert, penelitian ini memanfaatkan kondisi “badai sempurna”: “Kami memiliki quasar dengan jarak yang diketahui; kamera D “Teleskop Blanco memberi kami bidang pandang yang sangat luas dan penyaringan presisi yang kami butuhkan.” Hal ini memungkinkan tim untuk menemukan… 38 galaksi pendamping Sebarkan dalam jarak hingga 60 juta tahun cahaya Dari quasar, yang menegaskan bahwa quasar ini ditemukan di wilayah ruang angkasa yang padat penduduknya, seperti yang diperkirakan.

Namun kejutan sesungguhnya terjadi ketika tim meneliti wilayah yang paling dekat dengan quasar, dalam radiusnya 15 juta tahun cahayaDan saya menemukannya Tidak ada galaksi sama sekaliKesenjangan di sekitar quasar ini menunjukkan bahwa radiasi intens yang dipancarkan oleh quasar mungkin mencegah pembentukan bintang-bintang baru di galaksi-galaksi terdekat, sebuah fenomena yang belum pernah diamati secara pasti sebelumnya. “Beberapa quasar bukanlah tetangga yang tenang,” jelas Lambert, dan berhipotesis bahwa radiasi tersebut mungkin begitu kuat sehingga “memanaskan gas di galaksi terdekat, mencegah keruntuhan ini” dan dengan demikian menekan pembentukan bintang sepenuhnya.

Solusi untuk masalah lingkungan quasar

Studi ini menyoroti kebingungan yang sedang berlangsung tentang lingkungan quasar dan menjelaskan mengapa penelitian sebelumnya menghasilkan hasil yang bertentangan. Survei sebelumnya pada wilayah yang lebih kecil Kekosongan ilusi di daerah sekitar quasar bisa saja disesatkan oleh kekosongan ilusi di daerah sekitar quasar. Tanpa pandangan yang cukup luas, pengamatan sebelumnya mungkin akan melewatkan gugus galaksi pendamping yang lebih besar dan jauh, sehingga memberikan gambaran lingkungan quasar yang tidak lengkap atau bahkan kontradiktif. Menurut Lambert, keberhasilan penelitian ini sebagian besar disebabkan oleh… Bidang pandang DECam yang sangat lebar“Anda benar-benar harus membuka diri terhadap wilayah yang lebih luas,” katanya, seraya menambahkan bahwa pandangan luas ini memungkinkan dilakukannya analisis lingkungan quasar yang lebih komprehensif dibandingkan sebelumnya.

Dengan menggambar peta wilayah ke atas 60 juta tahun cahaya Dengan mempelajari quasar, tim peneliti mampu memberikan perspektif yang lebih komprehensif. Mereka menemukan bahwa meskipun quasar memang dikelilingi oleh gugusan galaksi pendamping yang padat, seringkali terdapat celah yang terlihat jelas di sekitar quasar itu sendiri. Absennya galaksi di wilayah ini memberikan penjelasan yang masuk akal mengapa penelitian sebelumnya memberikan hasil yang bertentangan. Survei skala kecilTeleskop DECam, yang tidak memiliki bidang pandang luas seperti yang dimiliki kamera DECam, bisa saja hanya fokus pada wilayah yang lebih dekat dan lebih kosong di sekitar quasar sehingga tidak dapat menangkap gugus galaksi yang jauh lebih besar dan jauh.

Penemuan tak terduga ini juga memberikan pemahaman baru tentang dinamika umpan balik quasar, dimana radiasi intens dari quasar dapat mengganggu proses Pembentukan bintang Di galaksi terdekat. Gangguan ini mungkin menjelaskan mengapa galaksi yang paling dekat dengan quasar tidak muncul atau tidak ada. Seperti yang diungkapkan Lambert, “Bintang-bintang di galaksi terbentuk dari gas yang cukup dingin untuk runtuh karena gravitasinya sendiri. Kuasar yang bercahaya kemungkinan besar sangat terang sehingga gas ini menerangi dan memanaskan galaksi-galaksi di dekatnya, sehingga mencegah keruntuhan ini.” Penemuan ini menyoroti peran penting quasar dalam mengatur pembentukan bintang di lingkungannya dan mungkin membentuk kembali pemahaman kita tentang pembentukan gugus galaksi di awal alam semesta.

Implikasi masa depan untuk penelitian quasar dan pembentukan galaksi

Kedepannya, tim peneliti berencana untuk terus menyelidiki hubungan antara quasar dan galaksi di sekitarnya. Pengamatan lebih lanjut diperlukan untuk memastikan apakah radiasi dari quasar benar-benar menekan pembentukan bintang di galaksi terdekat. Tim Lambert sudah bersiap untuk melakukan studi lebih lanjut. Pengamatan spektroskopi Penelitian ini bertujuan untuk mengumpulkan lebih banyak data tentang kemungkinan menekan pembentukan bintang dan memperluas ukuran sampel dengan mempelajari quasar lain di lingkungan serupa. Studi lanjutan ini akan sangat penting dalam menentukan apakah fenomena ini unik di beberapa quasar atau mewakili pola yang lebih luas di alam semesta awal.

Dalam waktu dekat, observatorium yang lebih maju akan dikembangkan misalnya Observatorium Vera C. Rubin dari National Science Foundation dan Departemen Energi Hal ini diharapkan dapat merevolusi pemahaman kita tentang quasar dan lingkungannya. Observatorium ini akan menyediakan alat yang lebih canggih untuk mempelajari alam semesta awal, memungkinkan para astronom memetakan lingkungan quasar dengan lebih presisi. “Kami berharap produktivitas meningkat dua kali lipat secara dramatis dengan Observatorium NSF/DOE Vera C. Rubin,” kata Vera C. Rubin, direktur Observatorium NSF-DOE Vera C. Rubin. Chris DavisDirektur Program di Laboratorium NSF NOIRmenyoroti upaya kolaboratif antara National Science Foundation dan Departemen Energi yang memungkinkan penelitian ini terwujud.

Penelitian ini merupakan langkah maju yang penting dalam pemahaman kita tentang bagaimana quasar berinteraksi dengan lingkungannya. Kemampuan DECam sangat luas Pengukuran jarak tepat yang disediakan ALMA telah membuka kemungkinan baru untuk mempelajari alam semesta awal. Dengan mengungkap gugusan galaksi padat yang mengelilingi quasar dan kekosongan tak terduga di dekatnya, penelitian ini memberikan pandangan yang lebih akurat tentang alam semesta selama tahap-tahap pembentukannya. Ketika pengamatan di masa depan meningkatkan hasil ini, kita mungkin akan segera memperoleh pemahaman yang lebih jelas tentang bagaimana alam semesta berevolusi. Lubang hitam supermasifQuasar dan gugus galaksi berevolusi bersama di alam semesta awal, membentuk alam semesta yang kita lihat sekarang.