Oddsen for succes ville få en Vegas-bookie til at sidde op og tage varsel. Men i en chance på 1 til 10 millioner har astronomer, der undersøgte himlen, fundet en gruppe på fire tætpakkede kvasarer i en af de fjerneste dele af universet. Den sjældne gruppering kan være en begynnende galakse-klynge, og dens usædvanligt kolde vugge af gas kunne få en ny tænkning til, hvordan vi modellerer det tidlige univers.
Relateret indhold
- Hvad er universet? Reel fysik har nogle mind-bending svar
Kvasarer er blandt de mest kendte objekter - ifølge NASA giver hver af sig mere energi end 100 modne galakser tilsammen. Men kvasarer findes kun i universets fjernvidde og kan ikke ses med det blotte øje. På grund af den tid det tager lys at rejse så langt, er det at opdage sådanne fjerne objekter ligesom at se tilbage i tiden, så astronomer mener, at kvasarer er frøene til unge galakser, drevet af gasser, der falder ned i de supermassive sorte huller ved deres kerner. Når materien falder indad og kommer tæt på lysets hastighed, udsender den stråling, som vi kan samle op med teleskoper.
Kvasarfasen varer ikke længe, kun omkring en tusindedel af en galakas levetid. Derefter dør lysstyrken, efterhånden som tilstrømningen af stof sænker, siger studieleder Joseph Hennawi, en astrofysiker ved Max Planck-instituttet i Tyskland. At se eventuelle to kvasarer tæt sammen, mens de stadig er lyse, er en chancy forretning, så hans team var ikke sikker på, hvad de ville finde, da de gik ud på at undersøge kvasarer ved hjælp af WM Keck-observatoriet på Hawaii. Til deres overraskelse pegede de hurtigt fire af dem tæt på, kosmisk set. Kvartetten er samlet i et område med himmel mindre end 600.000 lysår på tværs af, der ligger omkring 10 milliarder lysår fra Jorden.
"Forfatterne fandt det ved at undersøge miljøet i kun 29 lyse kvasarer, " siger Michele Trenti, universitetslektor ved University of Melbourne's School of Physics. "Så til pålydende ser det ud til at vinde lotteriet med en håndfuld billetter."
Det var ikke alt, hvad der var mærkeligt med denne kvasarkvartet. Fyrret blev fundet inde i en sky af kold, mørk gas, og holdets observationer antyder, at lignende skyer omgiver omkring 10 procent af de titusinder af kendte kvasarer. Det er underligt, for ifølge de nuværende teorier skal kvasarer i grupper som dette være omgivet af varmt plasma eller ioniseret gas ved en temperatur på ca. 10 millioner grader.
”Hvad dette betyder er, at der er en fysisk proces, som modellerne ikke fanger, ” siger Hennawi, hvis team rapporterer om opdagelsen denne uge i Science .
Dette Keck-teleskopbillede viser det område af det rum, der er besat af den sjældne kvasarkvartet, med hver kvasar angivet med pile. Kvasarerne er indlejret i en kæmpe tåge med kold, tæt gas, der er synlig her som en blå dis. (Hennawi & Arrigoni-Battaia, MPIA) Så hvad sker der? Området astronomerne observerede har meget flere galakser i det end andre regioner, hvilket antyder, at kvasarkvartetten muligvis repræsenterer de tidlige stadier af en galakse-klyngedannelse. Galaxy-klynger er blandt de største objekter i universet, der måler hundreder af millioner af lysår fra ende til anden. Mælkevejen er for eksempel en del af en klynge på 54 galakser kaldet den lokale gruppe, der er omkring 10 millioner lysår på tværs.
At finde ud af hvordan disse usædvanlige quasargrupper dannet kan hjælpe vores forståelse af, hvordan universet voksede og udviklede sig - i lighed med at spore væksten af et foster til en voksen, så vi kan forstå, hvordan en befolkning tager form. Heninking siger med computersimuleringer, som videnskabsmænd bruger til at teste modeller af det tidlige univers. Et problem er dog, at simuleringerne skal dække en lang række skalaer, fra hundreder af millioner af lysår til et par tusinde. "Det er en masse dynamisk rækkevidde, " siger Hennawi. Kvasarer er relativt små genstande, hver omkring størrelsen på vores solsystem, så det kan være vanskeligt for en model at vise, hvordan de passer ind i det store billede.
For eksempel er det muligt, at en masse tæt adskilte proto-galakser kolliderede og spydte ud gas i regionen, hvilket skabte den gigantiske kvasarfyldte sky. Men det forklarer stadig ikke gastemperaturen særlig godt. Heldigvis er dette sandsynligvis ikke den eneste kvartet af sin art i universet, og at spore andre vil hjælpe astronomer med at finde ud af, hvordan de dannes. ”Nu hvor denne type tåge er fundet, ved vi, hvordan vi ser dem, ” siger Hennawi.
