Genom att använda Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, ett internationellt team av astronomer har utfört observationer av HSC J120505.09−000027.9 – den mest avlägsna röda kvasaren som hittills upptäckts och fann att den visar upp ett utökat utsläpp av joniserat kol. Fyndet rapporteras i en tidning som publicerades den 4 januari på arXiv.org.

kvasarer, eller kvasi-stjärnobjekt (QSOs), är extremt lysande aktiva galaktiska kärnor (AGN) som innehåller supermassiva centrala svarta hål med ansamlingsskivor. Deras rödförskjutningar mäts från de starka spektrallinjerna som dominerar deras synliga och ultravioletta spektra. Vissa QSO:er är dammröda, därav kallade röda kvasarer. Dessa föremål har en icke försumbar mängd dammsläckning, men är inte helt skymd.

Astronomer är särskilt intresserade av att studera kvasarer med hög rödförskjutning (vid rödförskjutning högre än 5,0) eftersom de är de mest lysande och mest avlägsna kompakta objekten i det observerbara universum. Spektra för sådana QSO:er kan användas för att uppskatta massan av supermassiva svarta hål som begränsar evolutionen och bildningsmodellerna för kvasarer. Därför, kvasarer med hög rödförskjutning skulle kunna fungera som ett kraftfullt verktyg för att undersöka det tidiga universum.

Vid en rödförskjutning på 6,72 och med dammrodnad på en nivå av, HSC J120505.09−000027.9 (förkortat J1205−0000) är den mest avlägsna röda kvasaren som är känd hittills och den enda högrödskiftade röda kvasaren som hittills identifierats. Tidigare observationer har funnit att kvasaren också visar framträdande breda absorptionslinjer (BALs), indikerar förekomsten av snabba kärnkraftsutflöden.

För att få mer insikt om dessa kärnkraftsutflöden från J1205−0000 och för att bättre förstå utsläppen från denna källa i allmänhet, en grupp astronomer ledda av Takuma Izumi från National Astronomical Observatory of Japan har utfört [C II] 158 µm linje- och fjärrinfraröd (FIR) kontinuumemissionsobservationer mot denna kvasar med hjälp av ALMA.

"Vi observerade den rödskiftade [C II]-linjen och FIR-kontinuumemissionen av J1205−0000 i band 6 den 26 februari, 2020, med 41 antenner. Våra observationer utfördes i en enda pekande med ett synfält på 24′′ diameter, " skrev forskarna i tidningen.

Studien fann att C II-emissionen är rumsligt mer utsträckt (på skalor över 16, 300 ljusår) än FIR-kontinuumemissionen. CII-linjens ljusstyrka ligger på en nivå av 1,9 miljarder solljusstyrkor, medan FIR-kontinuumemissionen verkar vara ljusare – med en ljusstyrka på cirka 2,7 biljoner solenergi.

De erhållna ljusstyrkavärdena gjorde det möjligt för teamet att beräkna den övre gränsen för stjärnbildningshastigheten (SFR) för J1205−0000:s värdgalax. De fann att SFR inte borde överstiga 575 solmassor per år.

Ursprunget till det detekterade rumsligt utökade C II-utsläppet är fortfarande osäkert. Enligt författarna till tidningen, möjliga förklaringar inkluderar följeslagare/sammangående galaxer och kalla utflöden. De tillade att båda scenarierna väl passar in i det fusionsinducerade galaxutvecklingsscenariot.

"Om den utökade strukturen beror på (flera) följeslagare/sammangående galaxer, detta indikerar att denna röda kvasar verkligen uppstår med en fusionshändelse. [...] Om den utökade strukturen beror på kalla utflöden, vi kan hävda att denna röda kvasar befinner sig i en viktig övergångsfas från ett dammigt stjärnskott genom att blåsa dess omgivande medium, ", avslutade astronomerna.

© 2021 Science X Network