Astronomen entdecken neue leuchtende Quasare mit hoher Rotverschiebung.

Ein internationales Team von Astronomen hat bei einer Rotverschiebung um 7.02. ein neues leuchtendes Quasar entdeckt. Das neu gefundene quasi-stellare Objekt (QSO) mit der Bezeichnung DELS J003836.10-152723.6 ist das leuchtendste Quasar, das bei einer Rotverschiebung von über 7,0 bekannt ist. Die Entdeckung wird in einem am 29. Oktober veröffentlichten Papier über das arXiv Preprint Repository berichtet.

Angetrieben von den massivsten Schwarzen Löchern sind helle Quasare mit hoher Rotverschiebung für Astronomen wichtig, da sie als die hellsten Leuchttürme wahrgenommen werden, die die chemische Evolution des Universums am effektivsten hervorheben. Sie sind die hellsten und entferntesten, kompaktesten Objekte im beobachtbaren Universum und ihr Spektrum kann beispielsweise zur Abschätzung der Masse supermassiver Schwarzer Löcher (SMBHs) verwendet werden.

Allerdings sind hochschiebende QSOs extrem selten und schwer zu finden. Bisher wurden nur zwei Quasare mit Rotverschiebungen über 7,0 identifiziert. Dies schränkt unser Verständnis des SMBH-Wachstumsmechanismus und der Ionisierungsgeschichte ein.

Nun gab eine Forschergruppe unter der Leitung von Feige Wang von der University of California, Santa Barbara (UCSB) bekannt, dass sie einen neuen Quasar mit einer Rotverschiebung über 7,0 gefunden hat. Die neue Entdeckung ist Teil der kontinuierlichen Suche des Teams nach entfernten Quasaren und wurde mit photometrischen Daten aus der DESI Legacy Imaging Survey (DELS), Pan-STARRS1 (PS1) Bildgebungsmessung sowie der Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) Mid-Infrarot-All-Sky-Vermessung durchgeführt.

„In diesem Brief berichten wir über die Entdeckung eines leuchtenden Quasars bei z = 7,021, DELS J003836.10-152723.6 (nachfolgend J0038-1527)“, schrieben die Astronomen in der Arbeit.

Das Team fand heraus, dass DELS J003836.10-152723.6 eine absolute Größe bei der Restrahmenwellenlänge 1450 Å von -27.1 und eine bolometrische Helligkeit von etwa 56 Billionen Solarleuchten aufweist. Diese Werte machen es zum leuchtendsten Quasar mit einer Rotverschiebung von über 7,0, das bisher bekannt ist.

Dem Papier zufolge beherbergt DELS J003836.10-152723.6 ein Schwarzes Loch mit einer Masse von rund 1,33 Milliarden Sonnenmassen. Dieses schwarze Loch wächst an der Eddington-Grenze mit einem Eddington-Verhältnis von 1,25. Die Forscher fügten hinzu, dass es notwendig ist, entweder ein massives Samen-Schwarzloch oder Episoden von Super-Eddington-Akkretion oder eine sehr niedrige Strahlungseffizienz zu haben, um ein so massives Schwarzes Loch bei einer Rotverschiebung oder um 7,0 herum zu wachsen.

„Die Existenz solcher SMBHs bei EoR[Epoche der Reifung] erfordert entweder massive Samen oder Episoden von Super-Eddington-Akkretion bei einer typischen Strahlungseffizienz von etwa 0,1. Andernfalls muss die Strahlungseffizienz viel niedriger sein als bei der Akkretion von dünnen Scheiben“, heißt es in der Zeitung.

Darüber hinaus fanden die Astronomen heraus, dass die Civ breite Emissionslinie dieses Quasars um mehr als 3.000 km/s zur systemischen Rotverschiebung blau verschoben ist. Die Studie zeigte auch drei extrem schnelle Civ-Breitbandabsorptionslinien (BALs) mit einer Geschwindigkeit von 0,08 bis 0,14 mal der Lichtgeschwindigkeit und einem Gesamtbalnizitätsindex von mehr als 5.000 km/s, was auf das Vorhandensein von relativistischen Abflüssen im Quasar hinweist.

Die Autoren des Papiers kamen zu dem Schluss, dass die Ergebnisse DELS J003836.10-152723.6 zum ersten Quasar machen, der in der Epoche der Reionisation mit so starken Abflüssen gefunden wurde. Daher könnte der neu entdeckte Quasar ein hervorragendes Ziel für zukünftige Tiefenröntgen- und (Sub-)Millimeterbeobachtungen sein, die darauf abzielen, das Feedback aktiver galaktischer Kerne (AGN) über die Entstehung und das Wachstum der massivsten Galaxien im frühen Universum zu untersuchen.

Mehr Informationen:
Feige Wang et al. Die Entdeckung einer leuchtenden breiten Absorptionslinie Quasar bei einer Rotverschiebung von 7.02. arXiv:1810.11925[astro-ph.GA]. arxiv.org/abs/1810.11925

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