elo.
BRATISLAVA. Jedným z exotických vesmírnych objektov na oblohe je kvazar označený suchými odbornými číslami ako MG J0414+0534. Čísla udávajú jeho približnú polohu na oblohe.
Z posuvu podrobností v jeho rozloženom svetle (spektre) k väčším vlnovým dĺžkam vyplýva, že kvazar leží 11,1 miliardy svetelných rokov od Slnka (1 svetelný rok = 9,46 bilióna kilometrov).
Vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia elektromagnetického vlnenia platí, že práve také staré je svetlo, ktoré kvazar vyžiaril v čase, keď mal vesmír asi pätinu dnešného veku.
Príznaky vody v spektre vedci objavili rádioteleskopom v Effelsbergu pri Bonne (Nemecko). Anténa tohto obra má priemer sto metrov.
Dvojnásobné šťastie, bingo za 14 hodín
Objav umožnila šťastná náhoda. Z nášho pohľadu sa pred galaxiou s kvazarom MH J0414+534 nachádza iná, slabo svietiaca.
Hmotnosť tejto galaxie pôsobí na okolo prechádzajúce svetlo kvazaru a javom gravitačnej šošovky ho zosilňuje, takže je merateľné.
Nebyť toho, nájsť vodu v takej vzdialenosti by si podľa kvalifikovaného odhadu vyžiadalo 580 dní nepretržitého pozorovania effelsberským rádioteleskopom. Takto vedcom stačilo štrnásť hodín, asi tisíckrát menej času.
Rýchlym nálezom šťastie bádateľov nekončilo. Kvazar leží práve tak ďaleko, aby sa jeho svetlo cestou k nám posunulo od frekvencie 22 gigahertzov na 6 gigahertzov, čo je presne v ladiacom rozsahu prijímača namontovaného na effelsberskom rádioteleskope.
Vody bolo vo vesmíre viac, ako sa myslelo
Vďaka obom šťastným faktorom vedci objavili vodu hneď v prvom objekte so svetlom zosilneným gravitačnou šošovkou, ktorý pozorovali.
Vyplýva z toho záver, že v skorom vesmíre, ktorému zodpovedá vzdialenosť kvazaru, bola voda oveľa hojnejšia, ako sa dosiaľ myslelo. Vedci kvazarovú vodu pozorovali vo forme tzv. maseru – čo je analógia laserového vyžarovania v oblasti mikrovĺn.
Nameraná intenzita maserového rádiového signálu zodpovedá približne desaťtisícnásobku svietivosti Slnka.
Vodné masery sú v astrofyzikálnych prostrediach pomerne hojné, najmä tam, kde je hustá zmes plynu a prachu. No vodný maser tak ďaleko a tým hlboko v čase znamená skutočne unikátny objav.
Čiernu dieru živí plyn a prach
Vodné masery vedci pozorujú asi v stovke bližších galaxií, ak sú kvazarmi. Konkrétne v disku plynu a prachu, ktorý obklopuje ich stredovú superhmotnú čiernu dieru.
Materiál z disku vlastne čiernu dieru „živí“ – uvoľňovaním a premenou potenciálnej gravitačnej energie – pri jeho dopade na rozhranie medzi diskom a čiernou dierou vzniká mohutné žiarenie kvazaru.
Najčastejšie, a teda najlepšie vodný maser vedci pozorujú vtedy, keď je k nám disk okolo kvazaru obrátený okrajom. V prípade MG J0414+0534 je to očividne inak; zdá sa, že disk vidíme takmer akoby zhora. Vodný maser tam podľa všetkého jestvuje v prúdoch materiálu, ktoré veľkou rýchlosťou z kvazaru vytryskujú.
Bez gravitačnej šošovky by sa objav tímu nemeckých a talianskych astronómov pri obrovskej vzdialenosti MG J0414+0534 sotva podaril.
Ľudské nástroje kozmického úspechu
Práve effelsberským rádioteleskopom astronómovia v roku 1977 objavili vôbec prvý známy vodný maser v inej galaxii (zhodou okolností sa v tomto roku narodili dvaja prví autori článku o objave najvzdialenejšieho vodného maseru).
V roku 2003 tento rádioteleskop načas držal rekord objavu najvzdialenejšieho známeho vodného maseru – išlo o galaxiu s kvazarom 3C 403, ktorú však vtedy o rekord pripravila iná galaxia, vzdialená približne šesť miliárd svetelných rokov.
Teraz získal effelsberský prístroj rekord späť. Členovia tímu ho potvrdili pomocou systému VLA (Very Large Array, Veľmi veľká anténa) v Novom Mexiku v USA, ktorý je zložený z 27 rádioteleskopov s priemerom antény 25 metrov.
Bola to vlastne už tretia šťastná náhoda. Na VLA pri pozorovaniach použili nový prijímač pre rozsah 4 až 8 gigahertzov. VLA patrí Národnému rádioastronomickému observatóriu USA (NRAO).
V dnešnom čísle časopisu Nature to napísala – v čase pozorovaní ešte doktorandka – Violette Impellizzeriová z Ústavu Maxa Plancka pre rádioastronómiu v Bonne, dnes na pracovnom pobyte v NRAO, so šiestimi kolegami z Nemecka a Talianska.
;)
Rámček s galaxiou M87 ukazuje, ako by kvazar mohol vyzerať zblízka. Vpravo hore je rozložené svetlo čiže spektrum, pomocou ktorého vedci objavili najvzdialenejšiu známu vodu vo vesmíre. Vľavo na zábere z Hubblovho kozmického ďalekohľadu je kvazar MG J0414+0534. Obraz kvazaru sa pri jave gravitačnej šošovky rozštiepil na štyri zložky účinkom bližšej galaxie (rozmazaný objekt v strede medzi obrazmi kvazaru), ale súčasne 35-krát zosilniel.
INFOGRAFIKA – MILDE SCIENCE COMMUNICATION
;){kind=link}