Met de hulp van de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO's VLT), astronomen hebben de verste bron van radiostraling die tot nu toe bekend is, ontdekt en in detail bestudeerd. De bron is een "radio-luide" quasar - een helder object met krachtige jets die uitzenden op radiogolflengten - die zo ver weg is dat het licht er 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. De ontdekking kan belangrijke aanwijzingen opleveren om astronomen te helpen het vroege heelal te begrijpen.

Quasars zijn zeer heldere objecten die in het centrum van sommige sterrenstelsels liggen en worden aangedreven door superzware zwarte gaten. Terwijl het zwarte gat het omringende gas verbruikt, er komt energie vrij, waardoor astronomen ze kunnen zien, zelfs als ze heel ver weg zijn.

De nieuw ontdekte quasar, bijgenaamd P172+18, is zo ver weg dat het licht ervan ongeveer 13 miljard jaar heeft gereisd om ons te bereiken:we zien het zoals het was toen het heelal slechts ongeveer 780 miljoen jaar oud was. Hoewel er meer verre quasars zijn ontdekt, dit is de eerste keer dat astronomen zo vroeg in de geschiedenis van het heelal de veelbetekenende handtekeningen van radiojets in een quasar hebben kunnen identificeren. Slechts ongeveer 10% van de quasars - die astronomen classificeren als "radio-luid" - heeft jets, die fel schijnen op radiofrequenties.

P172+18 wordt aangedreven door een zwart gat dat ongeveer 300 miljoen keer massiever is dan onze zon, dat gas verbruikt met een verbluffende snelheid. "Het zwarte gat eet heel snel materie op, groeien in massa met een van de hoogste snelheden ooit waargenomen, " legt astronoom Chiara Mazzucchelli uit, Fellow bij ESO in Chili, die samen met Eduardo Bañados van het Max Planck Instituut voor Astronomie in Duitsland de ontdekking leidde.

De astronomen denken dat er een verband bestaat tussen de snelle groei van superzware zwarte gaten en de krachtige radiostralen die zijn waargenomen in quasars als P172+18. Men denkt dat de jets in staat zijn het gas rond het zwarte gat te verstoren, het verhogen van de snelheid waarmee gas binnenvalt. Daarom, het bestuderen van radioluide quasars kan belangrijke inzichten verschaffen in hoe zwarte gaten in het vroege heelal zo snel na de oerknal tot hun superzware afmetingen groeiden.

"Ik vind het heel spannend om voor het eerst 'nieuwe' zwarte gaten te ontdekken, en om nog een bouwsteen te bieden om het oorspronkelijke heelal te begrijpen, waar we vandaan komen, en uiteindelijk onszelf, ', zegt Mazzucchelli.

P172+18 werd voor het eerst herkend als een verre quasar, na eerder als radiobron te zijn geïdentificeerd, bij de Magellan Telescope in het Las Campanas Observatorium in Chili door Bañados en Mazzucchelli. "Zodra we de gegevens kregen, we inspecteerden het met het oog, en we wisten meteen dat we de verste radioluide quasar hadden ontdekt die tot nu toe bekend was, ', zegt Banados.

Echter, door een korte observatietijd, het team had niet genoeg gegevens om het object in detail te bestuderen. Een vlaag van waarnemingen met andere telescopen volgde, inclusief met het X-shooter-instrument op ESO's VLT, waardoor ze dieper in de kenmerken van deze quasar konden graven, inclusief het bepalen van belangrijke eigenschappen zoals de massa van het zwarte gat en hoe snel het materie uit zijn omgeving opeet. Andere telescopen die hebben bijgedragen aan het onderzoek zijn de Very Large Array van de National Radio Astronomy Observatory en de Keck Telescope in de VS.

Terwijl het team enthousiast is over hun ontdekking, verschijnen in Het astrofysische tijdschrift , ze geloven dat deze radio-luide quasar de eerste van vele zou kunnen zijn die gevonden is, misschien op nog grotere kosmologische afstanden. "Deze ontdekking maakt me optimistisch en ik geloof - en hoop - dat het afstandsrecord binnenkort zal worden verbroken, ', zegt Banados.

Waarnemingen met faciliteiten als ALMA, waarin ESO een partner is, en met ESO's aanstaande Extreem Grote Telescoop (ELT) zou het kunnen helpen om meer van deze objecten uit het vroege heelal in detail te ontdekken en te bestuderen.

Dit onderzoek wordt gepresenteerd in het artikel "The discovery of a very accreting, radioluide quasar op z=6.82" om te verschijnen in The Astrofysisch tijdschrift .