Astronomer har kartlagt den största volymen av universum någonsin med en ny karta över aktiva supermassiva svarta hål som lever i galaxernas centrum. Kallas kvasarer, de gasslukande svarta hålen är ironiskt nog några av universums ljusaste objekt.
Den nya kartan loggar platsen för cirka 1,3 miljoner kvasarer i rum och tid, varav den längsta lyste starkt när universum bara var 1,5 miljarder år gammalt. (Som jämförelse är universum nu 13,7 miljarder år gammalt.)
"Denna kvasarkatalog skiljer sig från alla tidigare kataloger genom att den ger oss en tredimensionell karta över den största volymen av universum någonsin", säger kartskaparen David Hogg, senior forskare vid Flatiron Institute's Center for Computational Astrofysik i New York City och professor i fysik och datavetenskap vid New York University. "Det är inte katalogen med flest kvasarer, och det är inte katalogen med de bästa kvasarmätningarna, men det är katalogen med den största totala volymen av universum kartlagt."
Hogg och hans kollegor presenterar kartan i en artikel publicerad i The Astrophysical Journal . Tidningens huvudförfattare, Kate Storey-Fisher, är postdoktor vid Donostia International Physics Center i Spanien.
Forskarna byggde den nya kartan med hjälp av data från Europeiska rymdorganisationens rymdteleskop Gaia. Även om Gaias huvudmål är att kartlägga stjärnorna i vår galax, upptäcker den också oavsiktligt objekt utanför Vintergatan, som kvasarer och andra galaxer, när den avsöker himlen.
"Vi kunde göra mätningar av hur materia samlas i det tidiga universum som är lika exakta som några av de från stora internationella undersökningsprojekt - vilket är ganska anmärkningsvärt med tanke på att vi fick våra data som en "bonus" från Vintergatan - fokuserat Gaia-projekt", säger Storey-Fisher.
Kvasarer drivs av supermassiva svarta hål i galaxernas centrum och kan vara hundratals gånger så ljusstarka som en hel galax. När det svarta hålets gravitationskraft snurrar upp närliggande gas genererar processen en extremt ljus skiva och ibland strålar av ljus som teleskop kan observera.
Galaxerna som kvasarer bebor är omgivna av massiva glorier av osynligt material som kallas mörk materia. Genom att studera kvasarer kan astronomer lära sig mer om mörk materia, till exempel hur mycket den klumpar ihop sig.
Astronomer kan också använda platserna för avlägsna kvasarer och deras värdgalaxer för att bättre förstå hur kosmos expanderade över tiden. Till exempel har forskare redan jämfört den nya kvasarkartan med det äldsta ljuset i vårt kosmos, den kosmiska mikrovågsbakgrunden. När detta ljus reser till oss, böjs det av det mellanliggande nätet av mörk materia - samma nät som kartläggs av kvasarerna. Genom att jämföra de två kan forskare mäta hur starkt materia klumpar ihop sig.
"Det har varit väldigt spännande att se den här katalogen stimulera så mycket ny vetenskap", säger Storey-Fisher. "Forskare runt om i världen använder kvasarkartan för att mäta allt från de initiala densitetsfluktuationerna som sådde det kosmiska nätet till fördelningen av kosmiska tomrum till vårt solsystems rörelse genom universum."
Teamet använde data från Gaias tredje datasläpp, som innehöll 6,6 miljoner kvasarkandidater, och data från NASA:s Wide-Field Infrared Survey Explorer och Sloan Digital Sky Survey. Genom att kombinera datamängderna tog teamet bort föroreningar som stjärnor och galaxer från Gaias ursprungliga datauppsättning och fastställde mer exakt avstånden till kvasarerna.
Teamet skapade också en karta som visar var damm, stjärnor och andra störningar förväntas blockera vår syn på vissa kvasarer, vilket är avgörande för att tolka kvasarkartan.
"Denna kvasarkatalog är ett bra exempel på hur produktiva astronomiska projekt är", säger Hogg. "Gaia designades för att mäta stjärnor i vår egen galax, men den hittade också miljontals kvasarer samtidigt, vilket ger oss en karta över hela universum."
Mer information: Kate Storey-Fisher et al, Quaia, Gaia-unWISE Quasar Catalog:An All-sky Spectroscopic Quasar Sample The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad1328. iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/ad1328
Tillhandahålls av Simons Foundation
