science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een rustige zondagavond bij het ontdekken van een superzwaar zwart gat

Een actief superzwaar zwart gat, ook wel quasar genoemd, in het centrum van een sterrenstelsel/ NASA

Eerder dit jaar, op een rustige zondagavond, mijn collega Jack en ik vonden het snelst groeiende superzware zwarte gat in het bekende universum. We hadden het geluk deel uit te maken van het team dat dit jaar een van de grootste ontdekkingen in de astronomie heeft gedaan.

Dit superzware zwarte gat, of quasar, is 20 miljard keer de massa van onze zon en is 12,5 miljard lichtjaar verwijderd van de aarde. Het breidt zich elke miljoen jaar met 1 procent uit en het verslindt elke twee dagen een massa die overeenkomt met onze zon. Officieel, het heet SMSS J215728.21-360215.1, maar we noemen het het hongerige monster.

Het 'wij' dat de ontdekking deed, was een klein team onder leiding van de Australische astronoom Dr. Christian Wolf en zijn team, en omvatte twee postdoctorale studenten van de Universiteit van Melbourne, Jack Hon en ikzelf.

Jack en ik waren de eersten die het hongerige monster zagen, zittend in ons kantoor in de School of Physics aan de Universiteit van Melbourne na middernacht op een zondagavond, het op afstand begeleiden van een telescoop van 2,3 meter in het Siding Springs-observatorium in New South Wales, Australië.

Gebruikelijk, ons wordt minstens 3 maanden van tevoren verteld over onze volgende waarnemingsrun. Dit geeft ons de tijd om de lijsten van de doelen (quasar-kandidaten) te krijgen en om ervoor te zorgen dat onze computers en communicatielijnen naar de telescoop klaar zijn, omdat we al onze observaties op afstand doen.

Maar deze keer, we kregen pas de avond ervoor te horen, dat was zaterdag. Dus, na het annuleren van alle weekendplannen, en excuses aanbieden aan mijn kinderen voor het uitstellen van een beloofde reis naar het land, we maakten ons klaar om de volgende nacht tussen 15.00 uur en 05.00 uur de lucht te observeren.

Het belangrijkste doel van ons project (de SkyMapper-zoektocht naar quasars met hoge roodverschuiving) is om quasars uit het vroege heelal aan de zuidelijke hemel te vinden en hun kenmerken te onderzoeken. De gegevens die we gebruiken om de quasar-kandidaten te vinden, zijn afkomstig van de SkyMapper Southern Sky Survey (SMSS), die een uitgebreid digitaal overzicht van de hele zuidelijke hemel bouwt.

De nieuwste gegevens die door SMSS zijn vrijgegeven, bevatten ongeveer 300 miljoen objecten. Om de lijst te krijgen van de kandidaten waarin we geïnteresseerd zijn, ons team doorzoekt deze enorme hoeveelheid informatie met behulp van algoritmen die objecten vinden die aan onze criteria voldoen, zoals hun helderheid en kleuren. Na het verkrijgen van een shortlist van waarschijnlijke kandidaten, we moeten dan bevestigen of het quasars zijn of niet. Daarom, we gebruiken een spectrograaf op de ANU-telescoop.

Een heldere quasar gefotografeerd door Hubble's Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Krediet:NASA

Vanaf onze computer in Melbourne controleren we op afstand de instrumenten op de telescoop en voeren vervolgens de coördinaten in om het object te volgen, wees voorzichtig om grote fouten te vermijden die de telescoop zouden kunnen beschadigen.

Zodra we ons doel in het gezichtsveld hebben, we moeten de telescoop vertellen in welke van de vele objecten op het scherm we geïnteresseerd zijn. De telescoop verzamelt dan het spectrum dat we nodig hebben om te bepalen of het object een quasar is of niet. en als het zo is, wat voor quasar.

In dit specifieke weekend had Dr. Wolf de kandidatenlijst op zondagmiddag klaar. Het omvatte 12 doelen die een grote kans hadden om quasars met een hoge roodverschuiving te zijn. En we voelden ons zelfverzekerd.

Maar eerst, het is belangrijk om te begrijpen dat er een paar dingen zijn die astronomen niet graag aan onze hemel zien:

  • Een volle maan
  • wolken
  • Regenen

Elk van deze kan ons ervan weerhouden nauwkeurige waarnemingen te doen, of zelfs het openen van de koepel van de telescoop.

Na uren besteed te hebben aan het voorbereiden van de telescoop die nacht, daar was het - een volle, felle maan. Het was de eerste keer dat we probeerden te observeren tijdens de volle maan, en de halve nacht hebben we niet veel bereikt.

Maar, tijdens de tweede helft van de nacht, de maan verwijderde zich van de regio waarin we geïnteresseerd waren en we begonnen onze lijst met doelen af ​​te werken.

De Skymapper-telescoop bij Siding Springs. Krediet:James-Gilbert/Flickr

Dit was toen we het hongerige monster vonden. We konden niet meteen zien vanuit het gezichtsveld van de telescoop, waar het net lijkt op elk ander lichtpuntje aan de hemel. Maar toen we begonnen met het analyseren van de spectrograaf, we realiseerden ons dat we iets bijzonders hadden gevonden.

Er waren veel emoties. Spanning. Verrassing. Maar ook al wisten we dat wat we hadden gevonden speciaal was, we kwamen er pas de volgende dag achter dat het beslist een quasar met een hoge roodverschuiving was.

Dr. Wolf besteedde de rest van de week aan het analyseren van de gegevens, het verwerkingswerk doen, door de nieuwe functies te bevestigen en ons te laten weten dat ons hongerige monster was, in feite, een gloednieuwe ontdekking.

Die zondagavond was het hoogtepunt van mijn carrière tot nu toe.

Maar het volgt veel voorbereiding van veel mensen. Leden van het team maakten de best mogelijke lijst van de doelen, en het heeft Jack en ik een aantal jaren gekost om te worden opgeleid als waarnemers en om te leren hoe we de telescopen op afstand moeten bedienen en hoe we al deze gegevens effectief kunnen analyseren.

Als een van de eerste vrouwelijke astronomen in Saoedi-Arabië, het maakt me zo trots om deel uit te maken van deze ontdekking, en ik hoop dat ik een goed voorbeeld ben voor andere vrouwen daar om astronomie te studeren. Ik droom ervan een onderzoeksgroep te starten in Saoedi-Arabië en samen te werken met internationale onderzoekers om te blijven werken aan geweldige projecten zoals deze.

Terwijl dat mijn hoop is, Ik zal nooit het gevoel vergeten iets nieuws te ontdekken in ons enorme universum.