Hubble-Weltraumteleskopbild von J1148 + 5251. Windhorst, Arizona State University
Quasare waren die besten und am leichtesten zu beobachtenden Leuchtfeuer für Astronomen, um das ferne Universum zu untersuchen, und eines der entferntesten und hellsten Quasare sorgt für eine kleine Überraschung. Astronomen, die eine entfernte Galaxie untersuchen, die als J1148 + 5251 bezeichnet wird und einen hellen Quasar enthält, sehen nur den Quasar und nicht die Wirtsgalaxie selbst. Es wurde angenommen, dass der Quasar sich jedes Jahr von einer Handvoll Sternen ernährt, um in nur wenigen hundert Millionen Jahren seine Größe von drei Milliarden Sonnenmassen zu erreichen. Aber wo sind all die Sterne?
Wahrscheinlich hat der Quasar keinen Fressrausch erlebt und alles in Sichtweite gegessen! Aber es könnte schlau essen. Nahinfrarotansichten mit der Weitfeldkamera 3 des Hubble-Weltraumteleskops geben nur Hinweise darauf, was möglicherweise passiert: Die Galaxie ist so staubbedeckt, dass kein Sternenlicht zu sehen ist. nur der helle, dröhnende Quasar scheint durch. Wie viele Sterne dieser Quasar isst, ist jetzt ungewiss, da das Gemetzel verdeckt stattfindet.
Während die meisten frühen Galaxien kaum Staub enthalten - das frühe Universum war staubfrei, bis die erste Generation von Sternen durch Kernfusion Staub zu erzeugen begann - zeigten frühere Beobachtungen im Submillimeterbereich, dass diese Galaxie große Mengen Staub enthält, was ebenfalls ein Rätsel ist .
Wie konnte das alles passieren?
Der künstlerische Eindruck eines der entferntesten, ältesten und hellsten Quasare, die jemals gesehen wurden, verbirgt sich hinter Staub. Der Staub verbirgt auch den Blick auf die darunter liegende Galaxie der Sterne, in die der Quasar vermutlich eingebettet ist. (Bildnachweis: NASA / ESA / G. Bacon, STScI)
„Wenn Sie die Sterne mit Staub verstecken möchten, müssen Sie früher viele kurzlebige massive Sterne herstellen, die am Ende ihres Lebens ihre Masse verlieren. Sie müssen dies sehr schnell tun, damit Supernovae und andere Sternmassenverlustkanäle die Umgebung sehr schnell mit Staub füllen können “, sagte Rogier Windhorst von der Arizona State University (ASU), Tempe, Arizona.
"Sie müssen sie auch in der gesamten Galaxie formen, um den Staub in der gesamten Galaxie zu verteilen", fügte Matt Mechtley, ebenfalls von ASU, hinzu.
Dieser Quasar wurde erstmals in der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) identifiziert, und die nachfolgenden Submillimeter-Beobachtungen zeigten signifikanten Staub, jedoch nicht, wie und wo er verteilt wurde.
Windhorst und sein Team verwendeten Hubble, um das Licht sehr sorgfältig vom Quasarbild zu subtrahieren und nach dem Leuchten der umgebenden Sterne zu suchen. Sie taten dies, indem sie das Leuchten eines Referenzsterns am Himmel in der Nähe des Quasars betrachteten und es als Vorlage verwendeten, um das Quasarlicht aus dem Bild zu entfernen. Sobald der Quasar entfernt worden war, wurde kein signifikantes darunter liegendes Sternenlicht festgestellt. Die Sterne der darunter liegenden Galaxie hätten leicht erkannt werden können, wenn sie zumindest an einigen Stellen vorhanden und relativ staubfrei gewesen wären.
"Es ist bemerkenswert, dass Hubble keine der zugrunde liegenden Galaxien gefunden hat", sagte Windhorst. „Die zugrunde liegende Galaxie ist überall viel schwächer als erwartet und muss sich daher durchgehend in einer sehr staubigen Umgebung befinden. Es ist eines der heftigsten Waldbrände im Universum. Es erzeugt so viel Rauch, dass Sie nirgendwo Sternenlicht sehen. Der Waldbrand ist abgeschlossen, kein Baum wird verschont. “
Da wir die Sterne nicht sehen, können wir ausschließen, dass die Galaxie, in der sich dieser Quasar befindet, eine normale Galaxie ist “, sagte Mechtley. "Es gehört zu den staubigsten Galaxien im Universum und der Staub ist so weit verbreitet, dass nicht einmal ein einziger Sternhaufen durchschaut. Wir stehen einer plausiblen Entdeckung sehr nahe, in dem Sinne, dass wir, wenn wir um den Faktor zwei tiefer gegangen wären, selbst in einer so staubigen Galaxie etwas Licht von seinen jungen Sternen entdeckt hätten. "
Dieses Ergebnis wurde in der Ausgabe des Astrophysical Journal Letters vom 10. September in der Teamarbeit veröffentlicht.
Der einzige Weg, um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen, besteht laut Windhorst darin, auf den Start des James Webb-Weltraumteleskops zu warten und online zu gehen.
"Das Webb-Teleskop wurde entwickelt, um dies endgültig zu erkennen", sagte er. "Mit Webbs besserer Empfindlichkeit für längere Wellenlängen des Lichts werden wir solide Detektionen der Sterne erhalten, wodurch die staubigen Regionen in diesen jungen Galaxien besser untersucht werden können."
Das Webb-Teleskop wird auch die Infrarotempfindlichkeit haben, um bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall zurückzublicken. Wenn Galaxien in dieser frühen Epoche anfingen, Sterne zu bilden, wurde Webb entworfen und gebaut, um sie zu entdecken.
Nur dann wird die wahre Natur - und das potenzielle Gemetzel - dieses Systems enthüllt.
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Quelle: NASA
