Astronomen haben einen riesigen Radio-Jet im frühen Universum entdeckt, der als der größte bekannte aus dieser Epoche gilt.
Der Jet ist mindestens 200.000 Lichtjahre lang, was ihn doppelt so breit macht wie die Milchstraße. Er entstand, als das Universum weniger als 10% seines heutigen Alters von etwa 13,77 Milliarden Jahren hatte. Obwohl der Jet nicht der größte in der bekannten Geschichte des Universums ist, werfen seine Größe und sein bemerkenswertes Alter Fragen nach der Herkunft dieser Jets auf – einige der exotischsten Objekte im Universum. Die Forschung des Teams, die den Jet beschreibt, wurde heute in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
„Es gibt die Vorstellung, dass die mächtigsten Jets möglicherweise von den massereichsten Schwarzen Löchern oder von Schwarzen Löchern, die in der Nähe der theoretischen Grenze Materie stark akkretieren, erzeugt werden“, sagte Anniek Gloudemans, Astronomin bei NOIRLab und Hauptautorin der Forschung, in einer E-Mail an Gizmodo. „Deshalb erwarteten wir vielleicht, dass dieser neu entdeckte Jet ein außergewöhnliches Schwarzes Loch beherbergt, aber das war nicht der Fall.“
Eine neue Entdeckung im frühen Universum
Radio-Jets sind in unserem nahen Universum bekannte Objekte, aber im frühen Universum viel seltener oder zumindest weniger bekannt. Der kürzlich untersuchte Jet geht von einem Quasar aus, einem energiereichen galaktischen Kern, der als J1601+3102 bezeichnet wird. Astronomen identifizierten den Jet erstmals in Daten des Low Frequency Array (LOFAR) Teleskops, und Details des Jets und seines Quasars wurden durch Beobachtungen mit dem Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) und dem Hobby Eberly Teleskop gesammelt.
Der Jet wird unten gezeigt, wie er aus seinem Quasar, einem rötlichen Fleck, austritt, als das Universum weniger als 1,2 Milliarden Jahre alt war. Der fragliche Quasar ist relativ klein – nur 450 Millionen Mal die Masse unserer Sonne. Daher ist die Extremität des Jets im Vergleich zu seinem relativ bescheidenen Wirt eine Überraschung.
Image processing: M. Zamani (NSF NOIRLab)
Laut einer Veröffentlichung von NOIRLab könnte die Seltenheit großer Radio-Jets so weit in der Vergangenheit auf die Strahlung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds zurückzuführen sein, dessen Rauschen das Radiolicht übertönt. Der einzige Grund, warum das Team diesen speziellen Jet sehen konnte, ist, dass er für sein Alter riesig ist.
Eine tiefere Erforschung der Jet-Herkunft
Die größten bekannten Jets, die zusammen eine Megastruktur namens Porphyrion bilden, wurden letztes Jahr entdeckt und sind 23 Millionen Lichtjahre lang. Das ist mehr als zehnmal so groß wie der Jet von J1601+3102. Wenn die Jets von Porphyrion nur so breit wie unser Planet wären, wäre das Schwarze Loch, das sie antreibt, so groß wie ein Amöbe. Allerdings konnte das Team von Gloudemans den Jet von J1601+3102 nur so sehen, wie er in diesem Moment im frühen Universum erscheint.
„Wir haben diesen Jet so beobachtet, wie er vor 12,4 Milliarden Jahren war, daher wird er im Laufe der Zeit größer geworden sein. Porphyrion ist ein extrem großer Riese in einer Entfernung von etwa 7,5 Milliarden Lichtjahren“, sagte Gloudemans. „Unser neu entdeckter Jet kommt nicht annähernd an die 23 Millionen Lichtjahre Größe von Porphyrion heran, aber er liefert Beweise für große Radio-Jets, die bereits früher in der Geschichte des Universums existierten.“
Die Forscher, die Porphyrion untersucht haben, stellten die Hypothese auf, dass solch große Jets wahrscheinlich das Wachstum ihrer Gastgalaxien und anderer in der Nähe beeinflussen.
Viele Fragen bleiben, darunter wie Jets durch ihre Umgebungen geformt werden und diese wiederum formen. Es steht auch noch aus, welche massiven Objekte welche Arten von Jets produzieren und wie groß die Jets werden können. Während Astronomen mehr Beobachtungen sammeln – neue Instrumente wie das Square Kilometer Array werden ihnen bei ihrer Suche helfen – könnte die unglaubliche Vielfalt dieser extremen Objekte und ihrer Ursprünge deutlicher werden.
