Credito immagine: SDSS
I quasar noti più distanti mostrano che alcuni buchi neri supermassicci si formarono quando l'universo era solo il 6 percento della sua età attuale, o circa 700 milioni di anni dopo il big bang.
Come buchi neri di diversi miliardi di masse solari si siano formati così rapidamente nell'universo primordiale è un mistero sollevato dagli astronomi con Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Hanno scoperto 13 dei quasar più antichi e distanti finora trovati.
"Speriamo di almeno raddoppiare quel numero nei prossimi tre anni", ha detto Xiaohui Fan dell'Osservatorio Steward dell'Università dell'Arizona a Tucson.
Fan ha guidato il team SDSS che ha scoperto i quasar distanti, che sono oggetti compatti ma luminosi che si pensa siano alimentati da buchi neri supermassicci. Il quasar più distante, nella costellazione dell'Orsa Maggiore, dista circa 13 miliardi di anni luce.
I quasar più antichi sollevano altre domande allettanti sull'universo primordiale. Fan ne ha parlato oggi (13 febbraio) alla riunione annuale dell'American Association for the Advancement of Science a Seattle.
L'universo infantile era idrogeno ed elio.
"Ma vediamo molti altri elementi intorno a quei primi quasar", ha detto Fan. "Vediamo prove di carbonio, azoto, ferro e altri elementi, e non è chiaro come siano arrivati questi elementi. C'è tanto ferro, proporzionato alla popolazione di quei primi sistemi, come nelle galassie mature nelle vicinanze. "
Gli astronomi stimano l'età attuale dell'universo a 13,7 miliardi di anni. I quasar nell'universo primordiale sembravano maturi come le galassie vicine che, come la Via Lattea, si formarono un paio di miliardi di anni dopo il big bang.
Inoltre, i radioastronomi che collaborano con i ricercatori SDSS hanno rilevato monossido di carbonio, un componente chiave delle nuvole molecolari, vicino agli antichi quasar.
Tutte queste prove suggeriscono che le prime galassie mature si formarono proprio insieme agli antichi buchi neri supermassicci nell'universo primordiale.
Sebbene i cosmologi non siano presi dal panico, devono perfezionare la teoria per chiarire cosa sta succedendo.
Fan e i suoi colleghi credono che i quasar più antichi possano essere usati per sondare la fine del Medioevo Cosmico e l'inizio del Rinascimento Cosmico.
Nel cosiddetto Medioevo Cosmico, l'universo era un luogo freddo, opaco, senza stelle. Poi è arrivata una fase critica in cui l'universo ha attraversato una rapida transizione. Le prime galassie e quasar si formarono nel Rinascimento cosmico, riscaldando l'universo in modo che diventasse il luogo che vediamo oggi.
Fan e i suoi colleghi ritengono che alcuni dei loro più antichi quasar conosciuti possano attraversare la transizione critica.
“Le nostre osservazioni suggeriscono che ciò che potremmo vedere durante questa transizione è che l'idrogeno atomico sia completamente ionizzato. Questo processo di ionizzazione è stato uno dei processi importanti in corso durante il primo miliardo di anni. "
Le attuali osservazioni hanno appena iniziato a rivelare quando e come si è verificato questo processo di ionizzazione. I dati provenienti da quasar distanti combinati con altre prove, come ad esempio il fondo cosmico a microonde, che è una radiazione relitta del big bang, inizieranno a testare la teoria di come apparvero le prime galassie nell'universo, ha detto Fan.
Potrebbe essere necessario il telescopio spaziale a grande apertura, il telescopio spaziale James Webb da 6,5 metri della NASA, per esplorare realmente ciò che è accaduto tra il Medioevo oscuro cosmico e il Rinascimento cosmico, ha detto Fan.
I telescopi ottici / a infrarossi a terra non sono in grado di rilevare oggetti spostati in rosso molto oltre i 6.5, ha osservato Fan. Il vapore acqueo nell'atmosfera terrestre assorbe lunghezze d'onda infrarosse più lunghe, quindi ci vorrà un telescopio spaziale, probabilmente con un'apertura maggiore di quella del NASA Spitzer Telescope ora in orbita attorno alla Terra, per studiare oggetti a spostamento rosso 7, 8 o 10 pollici dettaglio, ha detto Fan.
(Il cosiddetto spostamento verso il rosso è un fenomeno proporzionale alla velocità di un oggetto celeste che si allontana dalla Terra. Le linee nel suo spettro si spostano verso lunghezze d'onda rosse più lunghe. Gli astronomi ora credono che gli oggetti più distanti si allontanino dalla Terra alle velocità più elevate, quindi più lontano è un oggetto, maggiore è il suo redishift.)
Fonte originale: UA News Release
