Astronomija

Kvazarai ir SMBH

Kvazarai ir SMBH


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Žinoma, kad kvazarų branduoliuose yra supermasyvių juodųjų skylių. Taigi, ar tai reiškia, kad kvazarų skaičius yra lygus ten esančių SMBH?


Tai reiškia, kad kvazarų skaičius turi būti mažesnis arba lygus ten esančių SMBH skaičiui. Manoma, kad daugumos galaktikų centre yra supermasyvios juodosios skylės, o SMBH masė koreliuoja su žvaigždžių greičio pasiskirstymu galaktikoje.

Tačiau kvazarai formuojasi tik ypač didelėse ir aktyviose galaktikose. O galbūt ypač masyvios galaktikos gali formuotis tik aplink ir jas gali palaikyti ypač masyvios juodosios skylės? Nepaisant to, kiekvienas kvazaras turi turėti supermasyvią juodąją skylę, tačiau ne kiekviena supermasyvioji juodoji skylė yra sistemos, kurioje yra kvazaras, dalis.


Ne visai. Kvazarams iš tikrųjų reikia SMBH, kad jie būtų maitinami, ir tai yra būtina sąlyga.

Bet kvazaro fazė trunka tik nuo dešimčių milijonų iki kelių milijardų metų. Tai reiškia, kad naujesnėje visatoje kvazarai yra išjungti, tačiau pagrindinė galaktika ... vis dar yra. Ir SMBH taip pat daro.

Tai lygiai taip pat, kaip ir mūsų „Galaxy“ atveju ($ Sgr A ^ * $), kai įrodymai apie SMBH buvimą yra vieni iš stipriausių, tačiau vis dar nėra branduolinės veiklos.

Tačiau yra daugybė tyrimų, leidžiančių nustatyti tinkamą AGN kiekį visoje Visatoje, naudojant šviesumo funkcijas.


Labai geras klausimas. Kvazarų skaičius turi būti mažesnis nei SMBH skaičius, nes daugelio galaktikų, pavyzdžiui, mūsų, pagrinde yra SMBH (Šaulys A *) ir jie nėra klasifikuojami kaip kvazarai (ty kai kurios galaktikos yra ramybės dėl bet kokios priežasties) . Kvazarai atspindi ypač šviesią aktyvią dujų susikaupimo ant SMBH fazę. Manoma, kad tokį didesnį ryškumą lemia intensyvus dujų kaupimasis, kurį sukelia dideli masiniai galaktikų susijungimai.

Kvazarai yra trumpai išgyvenę įvykiai, o SMBHs išgyvena kvazarą (kvazaro gyvenimo trukmė yra maždaug 10 $ ^ 6 $ -10 $ ^ 9 $ per metus, tuo tarpu SMBH tarnavimo laikas yra daug didesnis nei Hablo laikas). Taigi, kai dujų bus sunaudota tik taip intensyviai kaupiantis, kvazaras lėtai taps ramus. Todėl daugelio galaktikų šerdyse yra SMBH, tačiau jos nebeveikia.


VLT aptinka tolimiausią kvazarą galingais radijo purkštukais

Kvazarai arba beveik žvaigždžių objektai (QSO) yra ypač ryškūs astronominiai objektai, esantys tolimųjų galaktikų centruose ir varomi dujų, kurios itin dideliu greičiu susisuka į supermasyvią juodąją skylę (SMBH).

Ryškiausi kvazarai gali net nustelbti savo priimančiąsias galaktikas.

Dujoje esančioms dujoms pasisukus link SMBH, energija išsiskiria elektromagnetinės spinduliuotės pavidalu, kurią galima aptikti visame elektromagnetiniame spektre.

Dabar, pasitelkę Europos pietų observatorijos (ESO) labai didelį teleskopą (VLT), mokslininkai pastebėjo tolimiausią iki šiol radijo spinduliuotės šaltinį.

Šis naujai atrastas šaltinis buvo atsekti iš & # 8220radijo garsiai & # 8221 kvazaro ir buvo pavadintas P172 + 18. Tai išskirtinai ryškus objektas, kurio radijo bangos ilgyje sklinda ypač galingi purkštukai.

P172 + 18 yra taip toli nuo mūsų, kad jo šviesai pasiekti Žemę prireikė trylikos milijardų metų, vadinasi, mokslininkai ją mato nuo to laiko, kai Visatai buvo tik apie 780 milijonų metų.

Nors mokslininkai jau atrado QSO toliau nei P172 + 18, tačiau tai yra pirmas kartas, kai senovės Visatoje buvo nustatytas kvazaras su galingais radijo purkštukais.

Iš visų iki šiol atrastų kvazarų tik apie dešimt procentų jų turi purkštukus. Mokslininkai juos priskiria prie & # 8220radijo garsiai & # 8221 ir jie ryškiai spindi radijo dažniais.

„Quasar P172 + 18“ maitina juodoji skylė, kuri yra apie tris šimtus milijonų kartų masyvesnė nei mūsų pačių Saulė.

Ši juodoji skylė sunaudoja šią medžiagą labai greitai, o masė auga vienu didžiausiu kada nors pastebėtu greičiu.

Mokslininkai įtaria, kad yra ryšys tarp greito SMBH augimo ir intensyvių radijo purkštukų, pastebėtų QSO, pavyzdžiui, P172 + 18. Manoma, kad šie purkštukai gali sutrikdyti aplink SMBH esančią medžiagą ir padidinti medžiagos kritimo greitį.

Taigi, radijo garsiai kvazarų tyrimas galėtų padėti suprasti, kaip senosios Visatos juodosios skylės taip greitai po Didžiojo sprogimo virsta SMBH.

Po to, kai P172 + 18 buvo identifikuotas kaip radijo šaltinis, Čilėje esančio „Las Campanas“ observatorijos „Magellan“ teleskopas pirmą kartą buvo pripažintas tolimu kvazaru. Tačiau trumpas stebėjimo laikas neleido mokslininkams išsamiai ištirti objekto.

Po to mokslininkai atliko išsamius ir išsamesnius stebėjimus su kitais antžeminiais teleskopais, įskaitant ESO & # 8217 VLT, Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos labai didelę masyvą ir JAV Keck teleskopą.

Šie stebėjimai leido mokslininkams nustatyti pagrindines savybes, tokias kaip juodosios skylės masė ir tai, kaip greitai ji sunaudoja medžiagą iš savo aplinkos.

Mokslininkai mano, kad P172 + 18 galėtų būti pirmasis iš tokių radijo garsiai kvazarų, laukiančių atradimo, galbūt dar didesniu kosmologiniu atstumu, kurį jie tikisi rasti tokiose patalpose kaip ALMA ir būsimas ESO & # 8217s labai didelis teleskopas (ELT).


Nykštukų planeta „Goblinas“ ir senovinis kvazaras gauna havajietiškus vardus

Du nepaprastai keisti dangaus objektai, kurių atradimai iš dalies siejami su observatorijomis Maunakėjos viršūnių susitikimas viršūnę dabar nešiojasi oficialiais pavadinimais, įkvėptais Havajų kultūros.

Šiuos du objektus sieja jų ryšys su Havajais. Vienas yra a kvazaras, didžiulis energijos šaltinis, kuris, mokslininkų manymu, kyla iš tolimos juodosios skylės - šiuo atveju kvazaras gimė praėjus vos 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo ir jame galėjo būti 1,5 milijardo saulės masė. Kitas objektas yra daug arčiau mūsų, a Nykštukinė planeta mūsų Saulės sistemoje, kuriai reikia 40 000 metų, kad užbaigtų vieną mūsų saulės orbitą.

„Mes norime įvardyti tik tikrai unikalius dalykus, nes tiesiogine to žodžio prasme yra milijardai, milijardai ir milijardai dalykų“, - Ka'iu Kimura, „Imiloa astronomijos centrasHilo mieste, Havajuose, įsikūręs muziejus ir kultūros centras, padedantis vykdyti vardų suteikimo programą, sausio mėn. Space.com sakė 235-ajame Amerikos astronomijos draugija.

Programa, pavadinta „A Hua He Inoa“, skirta surasti Havajų pavadinimus astronomijos objektams, atrastiems naudojant keliolika teleskopų Maunakea viršūnėje, Havajų salos centre ir labai ginčijamoje vietoje. Tačiau programa ne tik trenkia esamą pavadinimą ant atradimo.

Vietoj to, tai suburia astronomus ir vietinius havajiečius - studentus, mokytojus ar abu -, kad sukurtų vardą, pagrįstą tradicijomis, tačiau pritaikytą atradimo detalėms ir kaip tai rezonuoja su havajišku buvimo visatoje būdu. „Jūs turite sėdėti ir paaiškinti jaunimui bei išgirsti jų atsiliepimus“, - apie dalyvavusius mokslininkus sakė Kimura. - Į šį pokalbį įtraukėme ir kalbos bei kultūros ekspertus.

Ankstesnė programos versija, kurioje labiau buvo pasikliaujama tam tikra Havajų kalbos ir kultūros eksperte, labiausiai žinomas kaip pirmasis aptiktas tarpžvaigždinis asteroidas, dabar vadinamas „Oumuamuair juodoji skylė, kurią mokslininkai paskelbė praėjusio pavasario vaizdą P & # 333wehi.

Visai neseniai Tarptautinė astronomijos sąjunga, prižiūrinti visus dangaus vardus, priėmė Havajų pavadinimus, sukurtus pagal du asteroidai. Dabar su naujai atrastu kvazaru ir nykštukine planeta suma pasiekė pusšimtį objektų.

Havajų mokytojų grupę, sukūrusią naują kvazaro pavadinimą „P & # 333niu & # 257 & # 699ena“, kuris kitaip būtų vadinamas J1007 + 2115, įkvėpė pavadinimas „P & # 333wehi“, pradedant „p & # 333“. Abiejuose varduose skiemuo atspindi gilų juodosios skylės tamsą ir yra kilęs iš Kumulipo - vietinio Havajų giesmės, pasakojančios salų sukūrimo istoriją.

Tačiau kvazaras turi ryškumą ir tamsą, kurį mokytojai įtraukė į vardą.

„Juos taip sužavėjo kvazaro žvilgsnis ir judesys bei tai, kaip jis išskiria visą šią šilumą ir šviesą“, - apie dalyvius pasakojo Kimura. - Jis sukasi taip greitai ir taip spinduliuodamas, kad šviečia puikiai. Štai iš kur kilusi pastaroji vardo dalis, sakė ji. „Pavadinimas„ P & # 333niu & # 257 & # 699ena “kelia nematytą sukamą kūrybos šaltinį, apsuptas blizgesio“, „Imiloa“ pareiškimas paaiškina.

Atradimas buvo atliktas naudojant duomenis iš trijų skirtingų įrenginių Maunakėjos viršūnėje: W. M. Kecko observatorijos, Tarptautinės dvynių observatorijos ir Havajų universiteto valdomo Jungtinės Karalystės infraraudonųjų spindulių teleskopo.

Kitą naujai pavadintą objektą mokslininkai pirmą kartą atrado 2015 m., Ant kalno naudodamiesi Japonijos „Subaru“ teleskopu. Prieš pelnydama oficialų vardą, nykštukinė planeta buvo pravardžiuojama Goblinas, įkvėptas raidžių TG savavališku pavadinimu, paremtu pirmaisiais mokslininkų pastebėjimais.

Nors nykštukinė planeta yra mūsų Saulės sistemoje, ji nėra ypač kaimyninė. Arčiausiai objektas patenka į maždaug 65 astronominius vienetus (AS) - 1 AU yra vidutinis atstumas tarp Žemės ir Saulės, apie 93 milijonai mylių arba 150 milijonų kilometrų tolimiausiame jos orbitos taške, jis nuklysta apie 2300 AS atokiau nuo saulės. Tai slypi anapus Plutonas ir stebi ilgą orbitos aplink saulę, o vieneri metai ant kūno trunka apie 40 000 Žemės metų.

Būtent ta epinė kelionė aplink saulę įkvėpė naują havajietišką objekto pavadinimą „Lele & # 257k & # 363honua“, kurį studentų grupė sukūrė per programą. „Vaikus įkvėpė šis paukštis - kolėja“, - sakė Kimura, turėdama omenyje rūšį, dar vadinamą Ramiojo vandenyno auksiniu plevėriu.

Plūgas vasarą leidžia Aliaskoje, o žiemą - Havajuose, skrisdamas net 2 200 mylių (3200 kilometrų) vienu skrydžiu, pasak „National Audubon Society“. Studentams, dalyvaujantiems vardų programoje, tai atrodė nepaprastai panašu į nykštukinę planetą.

„Jie čia atvažiuoja tik kartą per metus“, - apie plunges kalbėjo Kimura. „Jie maitinasi, jie tampa šiek tiek putlesni ir paskui skrenda atgal“, panašiai kaip nykštukinė planeta įgauna energijos, kai ji yra arčiau saulės, prieš iškeliaudama atgal į ledinį Saulės sistemos aukštį. Pavadinimą Lele & # 257k & # 363honua patvirtino Tarptautinė astronomijos sąjunga ir paskelbta birželio 3 d.

Kimurai kiekvienas iš šių naujų vardų yra skirtas atpažinti unikalią Havajų salų kultūrą ir tradicijas ir gerbti faktą, kad kontekstas gali paveikti tokioje vietoje atliekamą mokslą. Tačiau vardų jai nepakanka, net tokių pavadinimų, kurie pasirenkami tokiu išsamiu procesu.

„Man tai laimėtų, jei pamatytume daugiau Havajų studentų, besimokančių mokslų, daugiau pamatytume ir išgirstume daugiau savo kalbos ir kultūros kalbant šiose tyrimų vietose“, - sakė Kimura. „Mes visame pasaulyje propaguotume Havajų, kurie iš tikrųjų yra jo žmonės, kalba, kultūra, unikalumą, o jei astronomija gali padėti Havajams - ir bet kuriai bendruomenei, kurioje ji vykdoma visame pasaulyje - tokio pripažinimo, garbės ir paaukštinimas, tai, manau, didelis laimėjimas “.

Siųskite el. Laišką Meghan Bartels el. Paštu [email protected] arba sekite ją „Twitter“ @meghanbartels. Sekite mus „Twitter“ @Spacedotcom ir „Facebook“.

Prisijunkite prie mūsų kosmoso forumų, kad galėtumėte kalbėti apie naujausias misijas, naktinį dangų ir dar daugiau! O jei turite naujienų patarimą, pataisymą ar komentarą, praneškite mums šiuo adresu: [email protected]

Space.com pranešime sakoma: "Visi šie du objektai yra susiję su jų ryšiais su Havajais. Vienas iš jų yra kvazaras, didžiulis energijos šaltinis, kuris, mokslininkų manymu, kyla iš tolimos juodosios skylės - šiuo atveju kvazaras gimė vos 700 mln. metų po Didžiojo sprogimo ir jame gali būti 1,5 milijardo saulės masė. Kitas objektas yra daug arčiau mūsų - nykštukinė planeta mūsų Saulės sistemoje, kuriai reikia 40 000 metų, kad užbaigtų vieną mūsų saulės orbitą “.

Įdomi ataskaita. Kvazaro, kurio SMBH yra 1,5 milijardo saulės masių, skersmuo gali būti 59,22 AU. Remiantis ataskaita, šis SMBH susikūrė maždaug po 700 milijonų metų po BB įvykio. Šią savaitę buvo paskelbta dar viena ataskaita, kurioje SMBH yra 34 milijardai saulės masių, o kvazaras ir raudonas poslinkis yra šiek tiek didesnis nei 4,6. SMBH skersmuo yra šiek tiek didesnis nei 1342 AU. BB kosmologijai sunku paaiškinti SMBH atsiradimą, atsiradusį taip anksti Visatos istorijoje, netrukus po BB. Būtų gerai, kad būtų patvirtintas išsamus visų SMBH atsargų sąrašas, patvirtintas dokumentais, kaip kad turime egzoplanetoms.

Space.com pranešime sakoma: "Visi šie du objektai yra susiję su jų ryšiais su Havajais. Vienas iš jų yra kvazaras, didžiulis energijos šaltinis, kuris, mokslininkų manymu, kyla iš tolimos juodosios skylės - šiuo atveju kvazaras gimė vos 700 mln. metų po Didžiojo sprogimo ir jame gali būti 1,5 milijardo saulės masė. Kitas objektas yra daug arčiau mūsų - nykštukinė planeta mūsų Saulės sistemoje, kuriai reikia 40 000 metų, kad užbaigtų vieną mūsų saulės orbitą “.

Įdomi ataskaita. Kvazaro, kurio SMBH yra 1,5 milijardo saulės masių, skersmuo gali būti 59,22 AU. Remiantis ataskaita, šis SMBH susikūrė maždaug po 700 milijonų metų po BB įvykio. Šią savaitę buvo paskelbta dar viena ataskaita, kurioje SMBH yra 34 milijardai saulės masių, o kvazaras ir raudonas poslinkis yra šiek tiek didesnis nei 4,6. SMBH skersmuo yra šiek tiek didesnis nei 1342 AU. BB kosmologijai sunku paaiškinti SMBH atsiradimą, atsiradusį taip anksti Visatos istorijoje, netrukus po BB. Būtų gerai, kad būtų patvirtintas išsamus visų SMBH atsargų sąrašas, patvirtintas dokumentais, kaip kad turime egzoplanetoms.


Naujas aktyvumo aplink kvazarus ir juodas skylutes tyrimo metodas

Nuo to laiko, kai mūsų galaktikos centre buvo atrastas Šaulys A *, astronomai suprato, kad daugumos masyvių galaktikų šerdyje yra supermasyvi juoda skylė (SMBH). Tai įrodo galinga elektromagnetinė emisija, atsirandanti šių galaktikų branduoliuose & # 8211, kurie vadinami & # 8220Active Galatic Nuclei & # 8221 (AGN) & # 8211, kuriuos, kaip manoma, sukelia dujos ir dulkės, patekusios į SMBH.

Dešimtmečius astronomai tyrinėjo iš AGN sklindančią šviesą, kad nustatytų, kokios didelės ir masyvios yra jų juodosios skylės. Tai buvo sunku, nes šiai šviesai būdingas Doplerio efektas, dėl kurio jos spektro linijos išsiplėtė. Tačiau dėka naujo modelio, kurį sukūrė tyrėjai iš Kinijos ir JAV, astronomai gali sugebėti ištirti šiuos plačios linijos regionus (BLR) ir tiksliau įvertinti juodųjų skylių masę.

Tyrimas & # 8220Paprastai sutriko dulkėti grumstai, nes aktyvių galaktikos branduolių plataus išmetimo linijų kilmė & # 8220, neseniai pasirodė mokslo žurnale Gamta. Tyrimą vedė Jian-Min Wangas, mokslininkas iš Kinijos mokslų akademijos Aukštosios energijos fizikos instituto (IHEP), padedamas Vajomingo universiteto ir Nandzingo universiteto.

Menininko įspūdis apie akrecijos diską aplink supermasyvią juodąją skylę, kuri valdo aktyvią galaktiką. Autorius: NASA / Dana Berry, „SkyWorks Digital“

Norėdami jį suskaidyti, yra žinoma, kad SMBHs juos supa dujų ir dulkių toras. Juodosios skylės gravitacija pagreitina šio toro dujas iki tūkstančių kilometrų per sekundę greičio, dėl ko ji įkaista ir skleidžia spinduliavimą skirtingais bangos ilgiais. Ši energija galiausiai aplenkė visą supančią galaktiką, o tai astronomams leidžia nustatyti SMBH buvimą.

Kaip Michaelas Brothertonas, UW fizikos ir astronomijos katedros profesorius ir tyrimo bendraautorius, UW pranešime spaudai paaiškino:

„Žmonės galvoja:„ Tai juoda skylė. Kodėl jis toks ryškus? ’Juodoji skylė vis dar tamsi. Diskai pasiekia tokią aukštą temperatūrą, kad skleidžia radiaciją per elektromagnetinį spektrą, įskaitant gama, rentgeno, UV, infraraudonųjų spindulių ir radijo bangas. Juodoji skylė ir aplinkinės kaupiamos dujos, kuriomis minta juodoji skylė, yra kuras, kuris įjungia kvazarą “.

Šių ryškių regionų stebėjimo problema kyla dėl to, kad juose esančios dujos taip greitai juda skirtingomis kryptimis. Nors tolstančios (mūsų atžvilgiu) dujos pasislenka link raudonojo spektro galo, dujos, kurios juda link mūsų, pasislenka link mėlynojo galo. Tai veda prie plačios linijos regiono, kur skleidžiamos šviesos spektras tampa panašesnis į spiralę, todėl sunku gauti tikslius rodmenis.

Šiuo metu matuojant SMBH masę aktyviuose galaktikos branduoliuose, remiamasi & # 8220arberberacijos atvaizdavimo technika & # 8221. Trumpai tariant, tai reiškia, kad reikia naudoti kompiuterinius modelius, norint ištirti simetriškas BLR spektrines linijas ir išmatuoti laiko vėlavimą tarp jų. Manoma, kad šios linijos kyla iš dujų, kurias fotoionizavo SMBH gravitacinė jėga.

Tankūs dulkių ir dujų debesys, pavaizduoti čia, gali užgožti mažiau energinės spinduliuotės iš aktyvios galaktikos ir # 8217s centrinės juodosios skylės. Tačiau didelės energijos rentgeno spinduliai lengvai praeina. Autoriai: ESA / NASA / AVO / Paolo Padovani

Tačiau kadangi mažai suprantamos plačios emisijos linijos ir skirtingi BLR komponentai, šis metodas sukelia tam tikrų neapibrėžtumų nuo 200 iki 300%. „Mes stengiamės gauti išsamesnių klausimų apie spektrinius plačios linijos regionus, kurie mums padeda diagnozuoti juodosios skylės masę“, - sakė Brothertonas. Žmonės nežino, iš kur kyla šie platūs teršalų išmetimo linijos regionai, ar šių dujų pobūdžio “.

Priešingai, Dr. Wango vadovaujama komanda priėmė naujo tipo kompiuterinį modelį, kuriame atsižvelgta į SMBH supančio dujų toro dinamiką. Jie mano, kad šį torą sudarytų atskiri medžiagos grumstai, kuriuos juodoji skylė sutriko. Dėl to į ją teka tam tikros dujos (dar žinomos kaip ant jos susikaupusios), o kai kurios išmetamos kaip ištekėjimas.

Iš to jie nustatė, kad BLR emisijos linijoms taikomos trys charakteristikos: & # 8211 & # 8220asymmetry & # 8221, & # 8220shape & # 8221 ir & # 8220shift & # 8221. Ištyrę įvairias išmetamųjų teršalų linijas ir # simetriškas, ir asimetrines & # 8211, jie nustatė, kad šios trys charakteristikos labai priklausė nuo to, kiek ryškūs buvo dujų gumulėliai, kuriuos jie aiškino kaip jų judėjimo kampo toro rezultatas. Arba, kaip pasakė dr. Brothertonas:

„Mes siūlome tai, kad šie dulkėti grumstai juda. Kai kurie trankosi vienas į kitą, susilieja ir keičia greitį. Gal jie persikelia į kvazarą, kur gyvena juodoji skylė. Kai kurie grumstai sukasi iš plačios linijos regiono. Kai kuriuos išmuša “.

Galų gale, jų naujas modelis rodo, kad dėl juodosios skylės toro sutrikusios medžiagos grumstai gali būti BLR dujų šaltinis. Lyginant su ankstesniais modeliais, dr. Wango ir jo kolegų sukurtas modelis sukuria ryšį tarp skirtingų pagrindinių procesų ir komponentų šalia SMBH. Tai apima juodosios skylės maitinimą, fotojonizuotų dujų šaltinį ir patį dulkėtą torą.

Nors šis tyrimas neišsprendžia visų AGN supančių paslapčių, tai yra svarbus žingsnis siekiant gauti tikslius SMBH masės įvertinimus, remiantis jų spektrinėmis linijomis. Iš jų astronomai galėtų tiksliau nustatyti, kokį vaidmenį šios juodosios skylės atliko didelių galaktikų evoliucijoje.

Tyrimas buvo įmanomas padedant Nacionalinės pagrindinės mokslo ir technologijų tyrimų ir plėtros programos ir Pagrindinės pasienio mokslų programos programoms, kurias abi administruoja Kinijos mokslų akademija.


Jie manęs paklausė, kas yra kvazaras. Stengiuosi būti edukacinis ir linksmas.

Taigi kvazaras yra kiekvienos galaktikos centre? Maniau, kad kiekvienos galaktikos centre yra didžiulės juodosios skylės? Ar kvazare yra juodoji skylė?

Pateikiu šiek tiek naudingesnį apibūdinimą: kai iš pradžių buvo pastebėti kvazarai, tai buvo objektai su tikrai keistais spinduliavimo spektrais, kurių niekas negalėjo paaiškinti. Galų gale buvo išsiaiškinta, kad jei manote, kad jie turi didžiulį raudoną poslinkį, spektrai buvo prasmingi - bet tai reiškė, kad jie turėjo būti labai toli - ir atsižvelgiant į jų skleidžiamo signalo kiekį, tai reiškia, kad jie turi būti nepaprastai ryškūs .

Mano supratimu, dabartinė teorija yra ta, kad iš esmės tai yra didžiulės juodosios skylės, darančios nepaprastai smurtinius veiksmus viskam, kas yra jų artimoje aplinkoje. Taigi ne tik įprastas galaktikos centras, bet ir vienas su daug materijos, esantis šalia jo, išardytas, sukamas į akrecijos diską, perkaitinamas ir kt.

Kvazaras iš esmės yra maitinanti didžiulė juodoji skylė, jei joje nėra daug spiralės, jas galite aptikti tik žiūrėdami į artimas žvaigždžių orbitas, jei supermasyvioji juodoji skylė turi daug materijos & # x27kritanti & # x27 kaip žvaigždė pavyzdžiui, jis yra suplyšęs ir skrieja vis greičiau vis mažesnėmis orbitomis, ir tai sukelia trintį ir kitus šildymo efektus, kol medžiaga yra tokia karšta, kad skleidžia nepaprastai intensyvią gama ir rentgeno spindulius, jie taip pat dažniausiai yra labai toli, todėl tie Rentgeno spinduliai yra nukreipti į matomą šviesą ir mums atrodo kaip žvaigždės, kol neatliekate spektrinės analizės.

Neseniai skaičiau apie tai ir buvo hipotezė, kad kvazarai yra ankstyvasis visatos reiškinys: fazė, per kurią praeina ankstyvosios galaktikos, kurios vėliau nusėda, kad taptų panašesnėmis į mūsų galaktikomis. Kvazarai, kuriuos galime stebėti šiandien, yra nepaprastai toli ir todėl labai senovės. Jie atstovauja tolimai praeičiai.

Paukščių kelias galėjo būti kvazaras, o galbūt praėjus dešimčiai milijardų šviesmečių, jis vis dar yra vienas.

Kvazarai randami tik aktyviuose galaktikos branduoliuose arba AGN. Visose galaktikose yra juodoji skylė, tačiau ne visos juodosios skylės aktyviai naikina šviesiąją medžiagą, todėl ne visos yra aktyvios.

Aš mokausi AGN profesionaliai. Prieš keletą mėnesių kalbėjausi su kolega, kuris dirba su „Illustrious“ modeliavimu, ir jis paminėjo svarbų skirtumą: „quotAGN“ yra stebėjimo atranka, supermasyvios juodosios skylės yra tikri fiziniai objektai. Sakydami, kad kažkas yra AGN, turime omenyje, kad tai yra objektas, kuris buvo pasirinktas pagal tam tikrą spalvą arba spektroskopinį profilį. Kvazarai yra monstras AGN, pasižymintis dideliu ryškumu ir apskritai visiškai nustelbiantis savo galaktiką.

Daugumos (ne visų!) Didelių galaktikų centre yra itin masyvi juodoji skylė. Jei ši juodoji skylė turi ryškų akrecijos diską, tai yra aktyvus galaktikos branduolys. Jei jis ir # x27s gavo labai ryškus akrecijos diskas, tai kvazaras. Paprastai kvazaras suveikia galaktikoms susijungus, maišant dujas taip, kad jos patektų į centrą ir kuruotų akrecijos diską. Kai šios papildomos dujos sunaudojamos, jos nusistovi kaip AGN. Kai didžioji dalis likusių išnaudos, ji taps pasyvia galaktika.

Manoma, kad visų galaktikų centre yra didžiulės juodosios skylės, tačiau galaktikoje yra tik kvazaras jei ta didžiulė juodoji skylė kaupia medžiagą (daugiausia dujas), o krisdama link juodosios skylės, ji išskiria energiją. Taigi, dabartinis mokslinis sutarimas yra toks, kad galaktikos centre yra kvazaro variklis (supermasyvi juodoji skylė), tačiau jis gali būti ir nesuderinamas. Pvz., Paukščių Takas turi patvirtintą SMBH, tačiau jis nesuderinamas.

Įdomus faktas, kad ryškiausi kvazarai egzistuoja tik ankstesniais visatos laikais, jų nėra ir šiandien, todėl, kad mes matome šiuos dalykus iš toli. Pažvelgus į kvazarą, jūs žiūrite į ankstesnę visatą. Tai sakant, Paukščių takas tikriausiai buvo kvazaras (arba bent jau jo SMBH didėjo) anksčiau savo gyvenime. Kai kurie mano, kad kai Paukščių Takas įvyks dar vienu svarbiu susijungimu, pavyzdžiui, su Andromedos galaktika, SMBH vėl gaus degalus, kad vėl įsijungtų, tačiau iki to laiko mes jau nebebusime.


Supermasyvus juodųjų skylių tango tolimame kvazare

Beveik kiekvienos galaktikos centre gyvena supermasyvi juoda skylė (SMBH), t. Y. BH, kurios masė yra nuo milijono iki milijardo kartų didesnė už mūsų Saulės masę. Per visatos istoriją galaktikos susiduria viena su kita ir sudaro naujas, didesnes galaktikas. Natūralu, kad naujai suformuotos galaktikos centre bus du SMBH, skriejantys aplink vienas kitą, t. Y. Susidaro supermasyvus juodosios skylės dvejetainis (SMBHB).

Tokios sistemos turėtų būti gana paplitusios galaktikos branduoliuose dėl dažnų galaktikų susijungimų. Tačiau mes juos retai stebime ir tam yra rimta priežastis. SMBHB gali praleisti didelę savo gyvenimo dalį (apie dešimt milijonų metų) labai arti, o orbitos atstumas yra mažesnis nei 1 vnt (parsekas yra tipiškas atstumas astronomijoje, tolygus 3,26 šviesos metų). Šiuo metu mūsų teleskopai neturi skiriamosios gebos aptikti atskirus BH.

Nepaisant šio apribojimo, mes galime padaryti išvadą apie SMBHB egzistavimą, nustatydami dvejetainio programos poveikį jo aplinkoje. Vienas iš tokių (netiesioginių) metodų yra periodiškų kvazarų ryškumo / kintamumo pokyčių nustatymas. Šis metodas remiasi dviem prielaidomis: (1) manoma, kad kvazarus sukelia galaktikų susijungimai, todėl jie gali turėti SMBHB ir (2) kai mes imituojame SMBHB, apsuptus dujų (kurie yra & # 8220circumbinary & # 8221 diske), kaip BH skrieja aplink vienas kitą, jie periodiškai trikdo diską. Tai veda prie periodiško dujų nutekėjimo į BH, o tai gali būti išversta į periodinius dvejetainio ryškumo pokyčius (pvz., Žr. D & # 8217 Orazio ir kt., 2013).

PG1302-102 buvo pirmasis periodiškai kintančio kvazaro atradimas (per pastaruosius metus įvyko daugiau nei 100 tokių atradimų). Jo laikotarpis yra 5,2 metai ir masė

10 ^ 9 saulės masės. Jei stebimas periodiškumas yra dvejetainio orbitinis periodas, taikant paprastą Niutono fiziką, galime apskaičiuoti, kad BH yra atskirti 0,01 vnt.

Reliatyvistinis doplerio stiprinimas

Šio straipsnio autoriai pateikė įdomų šio kvazaro periodiškumo paaiškinimą. Jie pasiūlė, kad šis dvejetainis režimas nebūtų periodiškai šeriamas. Tiesą sakant, periodiškas dujų susikaupimas greičiausiai paskatins periodinę šviesos kreivę, o PG1302-102 stebima yra lygi ir sinusinė.

Autoriai apskaičiavo (vėlgi naudojant paprastą Niutono fiziką), kad BH turėtų skrieti greičiu

5% šviesos greitis. Kai objektai juda reliatyvistiniu greičiu, ypatingas reliatyvumas gali sukelti įdomių efektų. Pvz., Labiausiai šviečiančio šaltinio ryškumas (paprastai mažiau masyvus BH dvejetainėje versijoje) bus ryškesnis, kai jis juda link mūsų, ir silpniau, kai jis tolsta nuo mūsų, net jei likusiame ryškumas yra pastovus BH rėmas (reliatyvistinis doplerio padidinimas). Jei optinė emisija atsiranda dėl dujų, sujungtų su kiekvienu BH, ir kvazare yra nevienodos dvejetainės masės (pvz., Jei žiebtuvėlis BH turi masę

Masės), tada Doplerio efektas turėtų dominuoti stebimame ryškume. Autoriai teigė, kad „Doppler boost“ gali paaiškinti optinį periodiškumą ir sugebėjo sėkmingai pritaikyti pastebėtus duomenis su „Doppler“ modeliu. 1 paveiksle parodyta PG1302-102 šviesos kreivė su pilkais taškais, atitinkančiais optinius stebėjimus, o juoda vientisa kreivė rodo geriausiai tinkantį Doplerio modelį.

Doplerio efektas taip pat atsispindės šaltinio kintamume kituose bangos ilgiuose, pvz., Ultravioletiniuose spinduliuose (UV). Kaip ir optiniuose dažniuose, UV spinduliavimas taip pat atsiranda dėl dujų, sujungtų su BH. Pagal modelį UV šviesos kreivė turėtų sekti optinę, tačiau jos amplitudė turėtų būti du ar tris kartus didesnė nei optinės šviesos kreivės. Santykines amplitudes apibrėžia spektrinių nuolydžių santykis skirtingose ​​juostose. Autoriai padarė prielaidą, kad spektrų optinį ir ultravioletinį tęstinumą galima apytiksliai apskaičiuoti taikant paprastą galios dėsnį, ir išmatavo UV nuolydį iš Hablo kosminio teleskopo (HST) spektrų ir optinio nuolydžio iš istorinio spektro, paimto 1990 m. kuris buvo pateiktas atradimo darbe. Keletą fotometrinių stebėjimų galima gauti iš HST ir „Galaxy Evolution Explorer“ (GALEX), ir jie galėjo patvirtinti, kad UV šviesos kreivė atitinka prognozes iš Doplerio padidinimo modelio. Artimiausi UV spinduliai ir tolimieji UV spinduliai yra pavaizduoti 1 paveiksle, atitinkamai su raudonais ir mėlynais taškais bei geriausiai tinkančiomis Doplerio kreivėmis, kurių amplitudės yra 2,17 ir 2,57 karto didesnės už optinę amplitudę. Autoriai pažymėjo, kad kadangi UV šviesos kreivė yra šiek tiek menka, norint papildomai išbandyti Doplerio modelį, reikia atlikti papildomus stebėjimus.

Figūra 1: PG1302-102 optinės ir UV šviesos kreivė. Optiniai stebėjimai rodomi pilka spalva, beveik UV spinduliai yra raudoni, o tolimieji - mėlyni. Tvirta juoda kreivė, taškuota raudona kreivė ir punktyrinė mėlyna kreivė rodo geriausiai tinkančias Doplerio kreives atitinkamai optinėse, beveik UV ir tolimose UV spinduliuose. 2 paveikslas popieriuje.

Santrauka

Po galaktikos susijungimų dažnai turėtų formuotis kompaktiški (po parsekų) SMBHB, kurie, kaip manoma, yra stiprūs gravitacinės spinduliuotės šaltiniai. Nepaisant numatomos jų visur buvimo vietos, tokių šaltinių stebėjimo įrodymų išlieka nedaug. Neseniai periodiškas kvazaras buvo nustatytas ir interpretuotas kaip SMBHB kandidatas. Šiame dokumente rasta reliatyvistinio doplerio padidėjimo įrodymų, analizavus kvazaro optinių ir UV šviesos kreivių analizę. Šį efektą sukelia orbitinis BH judėjimas SMBHB ir paprastai nesitikima, jei kvazare yra vienas SMBH. Todėl tai pateikia tvirtų kvazaro dvejetainio pobūdžio įrodymų.


Mokslo rezultatai

Astronomų komanda tolimoje visatoje atrado 83 kvazarus, varomus supermasyvių juodųjų skylių (SMBH), iš epochos, kai visata buvo mažiau nei 10 procentų dabartinio amžiaus. Ši išvada padaryta naudojant plataus lauko kamerą „Hyper Suprime-Cam“ (HSC), sumontuotą ant „Subaru“ teleskopo. Šis atradimas žymiai padidina juodųjų skylių, žinomų toje epochoje, skaičių ir pirmą kartą atskleidžia, kaip įprasti SMBH yra visatos istorijoje. Be to, tai suteikia naujų žinių apie juodųjų skylių poveikį fizinei dujų būsenai ankstyvojoje visatoje per pirmuosius milijardą metų. 1 paveiksle pateiktas atrasto SMBH pavyzdys.

1 paveikslas: Šviesa iš vieno tolimiausių žinomų kvazarų, maitinama SMBH, esančio 13,05 milijardo šviesmečių atstumu nuo Žemės. Vaizdą gavo „Hyper Suprime-Cam“ (HSC), sumontuotas ant „Subaru“ teleskopo. Kiti lauko objektai yra daugiausia mūsų Paukščių Tako žvaigždės ir galaktikos, matomos išilgai regėjimo linijos. (Kreditas: NAOJ)

Supermasyvios juodosios skylės yra galaktikų centruose, o jų masė yra milijonus ar net milijardus kartų didesnė nei Saulės. Nors jie paplitę dabartinėje visatoje, neaišku, kada jie pirmą kartą susikūrė ir kiek jų egzistuoja tolimoje ankstyvojoje visatoje. While distant SMBHs are identified as quasars, which shine as gas accretes onto them (see Figure 2 for an artist impression), previous studies have been sensitive only to the very rare most luminous quasars, and thus the most massive black holes. The new discoveries probe the population of SMBH with masses characteristic of the most common black holes seen in the present-day universe, and thus shed light on their origin.

Figure 2: An artist impression of a quasar. A SMBH sits at the center, and the gravitational energy of material accreting onto the SMBH is released as light. (Credit: Yoshiki Matsuoka)

The research team led by Yoshiki Matsuoka (Ehime University) used data taken with a cutting-edge instrument, Hyper Suprime-Cam (HSC), mounted on the Subaru Telescope of the National Astronomical Observatory of Japan, on the summit of Maunakea in Hawai’i. HSC is particularly powerful in that it has a gigantic field-of-view of 1.77 deg2 (seven times the area of the Full Moon), mounted on one of the largest telescopes in the world. The HSC team is carrying a survey of the sky using 300 nights of telescope time, spread over five years. The team selected distant quasar candidates from the sensitive HSC survey. They then carried out an intensive observational campaign to obtain spectra of those candidates, using the Subaru Telescope, the Gran Telescopio Canarias, and the Gemini telescope. The survey has revealed 83 previously unknown very distant quasars together with the 17 quasars already known in the survey region, Matsuoka and collaborators found that there is roughly one supermassive black hole in each cube a billion light years on a side. Figure 3 shows images of the 100 quasars identified from the HSC data.

Figure 3: The 100 quasars identified from the HSC data. The top seven rows represent the 83 new discoveries, while the bottom two rows represent 17 previously known quasars in the survey area. They appear extremely red due to the cosmic expansion and absorption of light in intergalactic space. All the images were obtained by HSC. (Credit: NAOJ)

The discovered quasars are about 13 billion light-years away from the Earth in other words, we are seeing them as they existed 13 billion years ago. The time elapsed since the Big Bang to that cosmic epoch is only 5 per cent of the present cosmic age (13.8 billion years), and it is remarkable that such massive dense objects were able to form so soon after the Big Bang. The most distant quasar discovered by the team is 13.05 billion light-years away, which is tied for the second most distant SMBH ever discovered.

It is widely accepted that the hydrogen in the universe was once neutral, but was “reionized” (i.e., split into its component protons and electrons) around the epoch when the first generation of stars, galaxies, and SMBHs were born, in the first few hundred million years after the Big Bang. This is a milestone of cosmic history, but it is still not clear what provided the incredible amount of energy required to cause the reionization. A compelling hypothesis suggests that there were many more quasars in the early universe than detected previously, and it is their integrated radiation that reionized the universe. However, the number density measured by the HSC team clearly indicates that this is not the case the number of quasars seen is significantly less than needed to explain the reionization. Reionization was therefore caused by another energy source, most likely numerous galaxies that started to form in the young universe.

The present study was made possible by the world-leading survey ability of Subaru and HSC. The intensive follow-up observations by the Subaru Telescope, Gran Telescopio Canarias, and the Gemini telescope were another key to success. “The quasars we discovered will be an interesting subject for further follow-up observations with current and future facilities.”, said Matsuoka. “We will also learn about the formation and early evolution of SMBHs, by comparing the measured number density and luminosity distribution with predictions from theoretical models.” Based on the results achieved so far, the team is looking ahead to search for yet more distant SMBHs, and to reveal the epoch when the first SMBH appeared in the universe.

The research team consists of 48 astronomers around the world. Matsuoka led the team, while Nobunari Kashikawa (The University of Tokyo), Michael Strauss (Princeton University), Masafusa Onoue (Max Planck Institute for Astronomy), Kazushi Iwasawa (Universitat de Barcelona), and Tomotsugu Goto (National Tsing Hua University) have played key roles in the individual steps of the project. The results of the project are presented in the following five papers (paper [2] in particular).

[1] “Discovery of the First Low-luminosity Quasar at z > 7”, Matsuoka et al., The Astrophysical Journal Letters, 872 (2019), 2
[2] “Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). V. Quasar Luminosity Function and Contribution to Cosmic Reionization at z = 6”, Matsuoka et al. 2018, The Astrophysical Journal, 869 (2018), 150
[3] “Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). IV. Discovery of 41 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 ≤ z ≤ 6.9”, Matsuoka et al., The Astrophysical Journal Supplement Series, 237 (2018), 5
[4] “Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). II. Discovery of 32 quasars and luminous galaxies at 5.7


Scientists discover the oldest supermassive black hole, and it's too big

Scientists can't explain how the black hole reached this size.

After the universe was created, it took a few million years for the first light to shine across the cosmos. The first stars began forming, and so did ancient galaxies. As the gas and dust at the center of these galaxies began to spiral around their supermassive black holes, they formed the brightest objects in all of the universe — quasars.

Quasars give us a peek into what the universe looked like during its infancy, and scientists are able to look back at these cosmic beasts through telescopic time travel.

A team of researchers recently announced the discovery of the most distant quasar ever observed, dating back to 670 million years after the Big Bang. The quasar was accompanied by the oldest black hole ever observed. But this black hole's extreme age isn't its only notable feature — it is absolutely (super)massive. And scientists also can't explain how it reached its extreme size.

The discovery was announced on Tuesday during the 237th Meeting of the American Astronomical Society, and is detailed in a study accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters.

HERE'S THE BACKGROUND — Quasars were discovered in the 1960's. Their name is derived from them being 'quasi-stellar objects,' as a single quasar emits the same amount of light as a trillion stars, all the while occupying an area of space that is smaller than our Solar System.

Scientists believe quasars form when galaxies have an abundant amount of gas and dust surrounding the black holes at their center, which eventually spiral around and form an accretion disc of superheated material that swirls around.

Due to their high energy, quasars often outshine the galaxies that host them.

What's new — Scientists hunt for these ancient beasts as they inform them of the conditions of the early universe, and how galaxies formed and evolved over time. Additionally, quasars can also help scientists better understand the relationship between galaxies and the black holes at their center.

A team of scientists from the University of Arizona was able to detect the most distant quasar ever observed, located 13.03 billion light years away from Earth. This means the quasar existed when the universe was a mere 670 million years old — only five percent of its current age (astronomers believe the universe is 13.8 billion years old).

The quasar, dubbed J0313-1806, is more than ten trillion times as bright as the Sun, and has about one thousand times more energy than the entire Milky Way.

The quasar hosts a supermassive black hole at its center, with the mass of 1.6 billion Suns. Compared to the supermassive black hole at the center of the Milky Way, which is 13.67 mln times the mass of the Sun, that's a pretty big boy.

The recent observations also show that the quasar has a stream of super-heated gas flowing out in the form of high-velocity wind from the surroundings of the black hole at a fifth of the speed of light, according to the study.

Here's what we don't know — Scientists are confused by how this supermassive black hole was able to form and grow to such size so early in the universe. In other words, how did it have time to gobble up so much surrounding material in order to reach its massive size?

“Black holes created by the very first massive stars could not have grown this large in only a few hundred million years,” Feige Wang, NASA Hubble fellow at the University of Arizona and lead author of the new paper, said in a statement.

Scientists believe black holes form in the aftermath of the death of a massive star, an explosive supernova, or by feeding off of the first generation of stars that form inside a galaxy. They then continue to grow over time by swallowing material that surrounds them.

The team behind the new study calculated that if the black hole had formed as early as 100 million years after the Big Bang and grew as fast as possible, it would still be around 10,000 solar masses and not the whopping 1.6 billion that it currently boasts.

"This tells you that no matter what you do, the seed of this black hole must have formed by a different mechanism," Xiaohui Fan, associate head of the University of Arizona's department of astronomy, and co-author of the study, said in a statement.

"In this case, one that involves vast quantities of primordial, cold hydrogen gas directly collapsing into a seed black hole."

In addition to being too big for its own good, the black hole is also ingesting the mass equivalent of 25 Suns each year. Scientists believe that supermassive black holes of this size in the early universe are the main reason why ancient galaxies stopped forming stars, with their black holes gobbling up all the gas and other material necessary to birth baby stars.

WHAT'S NEXT — The rather turbulent relationship between black holes and their host galaxies in the early universe gives scientists a rare opportunity to study how galaxies formed and evolved over time, and the effects of their supermassive black holes on their growth.

The researchers are hoping to conduct further observations of this quasar, as well as find more of these quasars in the early universe, following the launch of NASA's James Webb Telescope, currently slated for October 31, 2021.


Eighty-Three Quasars Spotted in Early Universe

An artist’s impression of a quasar. Image credit: Yoshiki Matsuoka.

Supermassive black holes are some of the most powerful objects in the Universe and are found in the centers of galaxies. They can be millions or even billions of times more massive than the Sun. While they are prevalent today, it is unclear when they first formed, and how many existed in the distant early Universe.

A supermassive black hole becomes visible when gas accretes onto it, causing it to shine as a quasar.

Previous studies have been sensitive only to the very rare, most luminous quasars, and thus the most massive black holes.

“The quasars we discovered will be an interesting subject for further follow-up observations with current and future facilities,” said Dr. Yoshiki Matsuoka, an astronomer at Ehime University, Japan.

“We will also learn about the formation and early evolution of supermassive black holes, by comparing the measured number density and luminosity distribution with predictions from theoretical models.”

“It is remarkable that such massive dense objects were able to form so soon after the Big Bang,” said Princeton University’s Professor Michael Strauss.

“Understanding how black holes can form in the early Universe, and just how common they are, is a challenge for our cosmological models.”

The 100 quasars identified from the Hyper Suprime-Cam data: the top seven rows show the 83 newly discovered quasars while the bottom two rows represent 17 previously known quasars in the survey area they appear extremely red due to the cosmic expansion and absorption of light in intergalactic space. Image credit: National Astronomical Observatory of Japan.

Dr. Matsuoka, Professor Strauss and their colleagues used data taken with the Hyper Suprime-Cam (HSC) instrument on the Subaru Telescope of the National Astronomical Observatory of Japan, which is located on the summit of Maunakea in Hawaii.

The astronomers selected distant quasar candidates from the sensitive HSC survey data.

They then carried out an intensive observational campaign to obtain spectra of those candidates, using three telescopes: the Subaru Telescope the Gran Telescopio Canarias on the island of La Palma in the Canaries, Spain and the Gemini South Telescope in Chile.

The survey revealed 83 previously unknown very distant quasars. The most distant quasar discovered by the team, HSC J124353.93+010038.5, is 13.05 billion light-years away, which is tied for the second most distant supermassive black hole ever discovered.

Together with 17 quasars already known in the survey region, the team found that there is roughly one supermassive black hole per cubic giga-light-year — in other words, if you chunked the Universe into imaginary cubes that are a billion light-years on a side, each would hold one supermassive black hole.

“It is widely accepted that the hydrogen in the Universe was once neutral, but was reionized — split into its component protons and electrons — around the time when the first generation of stars, galaxies and supermassive black holes were born, in the first few hundred million years after the Big Bang,” the researchers said.

“This is a milestone of cosmic history, but we still don’t know what provided the incredible amount of energy required to cause the reionization.”

A compelling hypothesis suggests that there were many more quasars in the early Universe than detected previously, and it is their integrated radiation that reionized the Universe.

“However, the number of quasars we observed shows that this is not the case,” said Dr. Robert Lupton, an astronomer at Princeton University Observatory.

“The number of quasars seen is significantly less than needed to explain the reionization.”

“Reionization was therefore caused by another energy source, most likely numerous galaxies that started to form in the young Universe.”

Yoshiki Matsuoka ir kt. 2019. Discovery of the First Low-luminosity Quasar at z > 7. ApJL 872, L2 doi: 10.3847/2041-8213/ab0216

Yoshiki Matsuoka ir kt. 2016. Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). I. Discovery of 15 Quasars and Bright Galaxies at 5.7 < z < 6.9. ApJ 828, 26 doi: 10.3847/0004-637X/828/1/26

Yoshiki Matsuoka ir kt. 2018. Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). II. Discovery of 32 quasars and luminous galaxies at 5.7 < z ≤ 6.8. Publications of the Astronomical Society of Japan 70 (SP1): S35 doi: 10.1093/pasj/psx046

Yoshiki Matsuoka ir kt. 2018. Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). IV. Discovery of 41 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 ≤ z ≤ 6.9. ApJS 237, 5 doi: 10.3847/1538-4365/aac724

Yoshiki Matsuoka ir kt. 2018. Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). V. Quasar Luminosity Function and Contribution to Cosmic Reionization at z = 6. ApJ 869, 150 doi: 10.3847/1538-4357/aaee7a


Event

Supermassive black hole (SMBH) binaries are inevitably produced during galaxy formation, but observational evidence for them remains elusive. I will discuss the coupled dynamics of a SMBH binary with a circumbinary gas disk, and the expected characteristics of electromagnetic (EM) emission from such a system. In particular, the emission is likely time-variable, and contain unique spectral signatures, which should aid in the identification of SMBH binaries. We have performed hydrodynamical simulations and found that binaries can be fueled efficiently, and that the accretion rates onto the BHs have quasi-periodic modulations. The periodicity pattern depends on the mass ratio, and the strong periodic emission persists all the way to the merger. This may be used to identify unique counterparts of gravitational wave sources expected to be detected by Pulsar Timing Arrays and by LISA, and to discover wider binary SMBHs in time-domain EM surveys. We have identified a handful of quasars with periodic
optical variability on the timescale of O(year). I will comment on the interpretation of these quasars as SMBH binary candidates, and on the possibility of seeing an analogous "X-ray chirp" during the late-stage inspiral a LISA binary.