Även om det kan ha en svår beteckning att komma ihåg, PSO J030947.49+271757.31, den mest avlägsna blazaren som hittills observerats, avslöjar viktiga detaljer om forntida svarta hål och sätter snäva begränsningar på teorier om universums utveckling. Dess ljus uppstod när universum var mindre än 1 miljard år gammalt, för nästan 13 miljarder år sedan.

PSO J0309+27, för korta, upptäcktes av ett team av forskare ledd av Silvia Belladitta, en Ph.D. student vid University of Insubria, arbetar för det italienska nationella institutet för astrofysik (INAF) i Milano, under överinseende av Alberto Moretti och Alessandro Caccianiga. Medan de misstänkte att föremålet var avlägset, och observationer från Swift Space Telescope visade att dess röntgenstyrka matchade den hos andra blazarer, Det var observationerna som erhölls med de optiska Multi-Double Object Spectrographs (MODS) vid Large Binocular Telescope (LBT) som bekräftade att det var en rekordstor avlägsen blazar, den längst observerade i det kända universum.

Blazarer är en av de ljusaste i en klass av objekt som kallas aktiva galaktiska kärnor (AGN), som är supermassiva svarta hål (SMBH) i galaxernas centrum. De är aktiva på grund av närvaron av en skiva eller sfär av joniserad gas runt dem som "bränsle" utsläppet som ses vid många våglängder. Blazarer sänder ut kraftfulla relativistiska jetstrålar som är tillräckligt starka för att ses över hela universum. Strålen från en blazar är bara synlig längs en smal siktlinje. Om jorden inte är inom den siktlinjen, de är lätta att känna igen av astronomer. Således, att upptäcka föremål kan vara extremt svårt (och slumpmässigt). Men ännu viktigare, denna blazar är en av de tidigaste, mest avlägsna SMBHs sett som inte är skymd av damm (till skillnad från de flesta AGN). Detta gör det möjligt för astronomer att studera detta objekt över hela det elektromagnetiska spektrumet och bygga en komplett bild av dess egenskaper.

"Spektrumet som dök upp framför våra ögon bekräftade först att PSO J0309+27 faktiskt är en AGN, eller en galax vars centrala kärna är extremt ljus på grund av närvaron i dess centrum av ett supermassivt svart hål som matas av gasen och stjärnorna det uppslukar, säger Belladitta, första författare till tidningen som beskriver upptäckten, publiceras idag i tidskriften Astronomi &Astrofysik . "Dessutom, uppgifterna som erhållits av LBT bekräftade också att PSO J0309+27 är verkligen långt borta från oss, beroende på förskjutningen av färgen på dess ljus mot rött eller rödförskjutning med ett rekordvärde på 6,1, aldrig mätt tidigare för ett liknande föremål."

PSO J0309+27 har därför visat sig vara den mest kraftfulla ihållande radiokällan i det ursprungliga universum, inom den första miljarden år sedan dess bildande. Observationer som tagits av XRT-teleskopet ombord på Swift-satelliten har också gjort det möjligt att fastställa att, även vid röntgen, PSO J0309+27 är den ljusaste kosmiska källan som någonsin observerats på dessa avstånd.

Belladitta säger, "Att observera en blazar är extremt viktigt. För varje upptäckt källa av denna typ, vi vet att det måste finnas 100 liknande, men de flesta är annorlunda inriktade, och är därför för svaga för att ses direkt." upptäckten av PSO J0309+27 gör det möjligt för astronomer att kvantifiera, för första gången antalet AGN med kraftfulla relativistiska jetstrålar som finns i det ursprungliga universum. Blazarerna vid dessa tidiga epoker representerar "fröet" för alla SMBHs som finns i universum idag.

"Från dessa nya LBT-observationer, fortfarande under utveckling, vi uppskattar också att den centrala motorn som driver PSO J0309+27 är ett svart hål med en massa som är lika med cirka 1 miljard gånger vår sols massa. Tack vare vår upptäckt, vi kan säga att under de första miljarderna av universums liv, det fanns ett stort antal mycket massiva svarta hål som avgav kraftfulla relativistiska jetstrålar. Detta resultat sätter snäva begränsningar för de teoretiska modellerna som försöker förklara ursprunget till dessa enorma svarta hål i vårt universum, avslutar Belladitta.