Το 2005 το τηλεσκόπιο UKIRT (UK Infra-Red Telescope) του Ηνωμένου Βασιλείου ξεκίνησε ένα φιλόδοξο επιστημονικό πρόγραμμα με το ακρώνυμο UKIDSS (UKIRT Infrared Deep Sky Survey), που υπόσχονταν τον εντοπισμό των πιο μακρινών κβάζαρς στο Σύμπαν. Τα αντικείμενα αυτά σηματοδοτούν τη δημιουργία τεράστιων μελανών οπών με μάζα περίπου 1δίς ηλιακές, λίγο μικρότερες δηλαδή από το Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου. Κατά τη διαδικασία αυτή ακτινοβολούν τεράστια ποσά ενέργειας που είναι δυνατό να ξεπεράσουν κατά πολλές τάξεις μεγέθους τη συνολική ενέργεια που εκπέμπεται από όλα τα αστέρια του Γαλαξία μας, μερικά επτάκις εκατομμύρια (ο αριθμός ένα ακολουθούμενος από 24 μηδενικά) φορές μεγαλύτερη από τη συνολική ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνουμε στη Γη κάθε δευτερόλεπτο.
Λόγω της έντονης ακτινοβολίας τους, τα κβάζαρ είναι δυνατό να εντοπιστούν σε μεγάλες αποστάσεις, επιτρέποντας, μεταξύ άλλων, τη μελέτη της κατάστασης της ύλης (θερμοκρασία, πυκνότητα) που γεμίζει το Σύμπαν μόλις μερικά εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Όμως υπέρλαμπρα κβάζαρ αναμένεται να είναι σπάνια και συνεπώς ο εντοπισμός μόλις μερικών δεκάδων απαιτεί παρατηρήσεις μεγάλης επιφάνειας του ουρανού. Επιπλέον λόγω της διαστολής του Σύμπαντος τα αντικείμενα αυτά δεν εκπέμπουν ακτινοβολία που είναι ορατή στα μάτια μας (οπτικό). Είναι δυνατό να εντοπιστούν μόνο σε μεγαλύτερα μήκη κύματος που αντιστοιχούν στο κοντινό υπέρυθρο (1 έως 2 μικρά). Συνεπώς το UKIDSS σχεδιάστηκε για να καλύψει μέχρι το 2013 το 1/5 της ουράνιας σφαίρας στο κοντινό υπέρυθρο.
Πριν από μερικές μέρες, σχεδόν 6 χρόνια από την έναρξη των παρατηρήσεων, η ομάδα του προγράμματος, έφερε σε πέρας την υπόσχεση της, ανακοινώνοντας στο περιοδικό Nature τον εντοπισμό του πιο μακρινού κβάζαρ που έχει βρεθεί ποτέ. Το αντικείμενο με κωδικό ULAS J1120+0641 απέχει 231 δις έτη φωτός από τη Γη, μόλις 770 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι πρώτοι υπολογισμοί δείχνουν ότι η μελανή οπή στο κέντρο του ζυγίζει 2 δις ηλιακές μάζες. Ο αριθμός αυτός κάνει πολλούς αστρονόμους να αισθάνονται άβολα, καθώς οι υπάρχουσες θεωρίες δυσκολεύονται ή αδυνατούν να παράγουν μελανές οπές τόσο μεγάλης μάζας τόσο νωρίς στο Σύμπαν. Απλά 770 εκατομμύρια χρόνια είναι πολύ λίγα για να μεγαλώσει μια μελάνη οπή στη μετρούμενη μάζα.
Λόγω της έντονης ακτινοβολίας τους, τα κβάζαρ είναι δυνατό να εντοπιστούν σε μεγάλες αποστάσεις, επιτρέποντας, μεταξύ άλλων, τη μελέτη της κατάστασης της ύλης (θερμοκρασία, πυκνότητα) που γεμίζει το Σύμπαν μόλις μερικά εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Όμως υπέρλαμπρα κβάζαρ αναμένεται να είναι σπάνια και συνεπώς ο εντοπισμός μόλις μερικών δεκάδων απαιτεί παρατηρήσεις μεγάλης επιφάνειας του ουρανού. Επιπλέον λόγω της διαστολής του Σύμπαντος τα αντικείμενα αυτά δεν εκπέμπουν ακτινοβολία που είναι ορατή στα μάτια μας (οπτικό). Είναι δυνατό να εντοπιστούν μόνο σε μεγαλύτερα μήκη κύματος που αντιστοιχούν στο κοντινό υπέρυθρο (1 έως 2 μικρά). Συνεπώς το UKIDSS σχεδιάστηκε για να καλύψει μέχρι το 2013 το 1/5 της ουράνιας σφαίρας στο κοντινό υπέρυθρο.
Πριν από μερικές μέρες, σχεδόν 6 χρόνια από την έναρξη των παρατηρήσεων, η ομάδα του προγράμματος, έφερε σε πέρας την υπόσχεση της, ανακοινώνοντας στο περιοδικό Nature τον εντοπισμό του πιο μακρινού κβάζαρ που έχει βρεθεί ποτέ. Το αντικείμενο με κωδικό ULAS J1120+0641 απέχει 231 δις έτη φωτός από τη Γη, μόλις 770 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι πρώτοι υπολογισμοί δείχνουν ότι η μελανή οπή στο κέντρο του ζυγίζει 2 δις ηλιακές μάζες. Ο αριθμός αυτός κάνει πολλούς αστρονόμους να αισθάνονται άβολα, καθώς οι υπάρχουσες θεωρίες δυσκολεύονται ή αδυνατούν να παράγουν μελανές οπές τόσο μεγάλης μάζας τόσο νωρίς στο Σύμπαν. Απλά 770 εκατομμύρια χρόνια είναι πολύ λίγα για να μεγαλώσει μια μελάνη οπή στη μετρούμενη μάζα.
 |
| Σχήμα 1: Προσομοίωση του επανιονισμού του Σύμπαντος. Τα τετράγωνα δείχνουν μια περιοχή του Σύμπαντος σε διαφορετικές χρονικές στιγμές κατά την περίοδο του επανιονισμού. Η ηλικία του Σύμπαντος αυξάνει από αριστερά προς τα δεξιά. Τα έντονα χρώματα δείχνουν ουδέτερο αέριο, το μαύρο δείχνει περιοχές όπου η ύλη έχει ιονιστεί από την ακτινοβολία των πρώτων άστρων και κβάζαρς. Τα αντικείμενα αυτά δημιουργούν σφαίρες ιονισμένες ύλης γύρω τους που μεγαλώνουν με το χρόνο. Γειτονικές σφαίρες ενώνονται ώσπου η ύλη στο Σύμπαν να ιονιστεί πλήρως (τελευταία εικόνα). |
 |
| Σχήμα 2: Απεικόνιση του τρόπου που τα κβάζαρς δίνουν πληροφορίες για τη διαδικασία του επαναιονισμού μετρώντας την πυκνότητα της ύλης στη ευθεία παρατήρησης. Καθώς το φως του κβάζαρ (κόκκινη κουκκίδα) ταξιδεύει προς τον παρατηρητή στη Γη περνάει μέσα από περιοχές ουδέτερης (σκούρο) και ιονισμένης (κίτρινες σφαίρες) ύλης. Οι πρώτες απορροφούν την ακτινοβολία του κβάζαρ και αποτυπώνονται ως περιοχές χαμηλής ροής στο φάσμα του (κάτω σχήμα) ενώ οι δεύτερες δεν απορροφούν ακτινοβολία και αποτυπώνονται ως αιχμές υψηλής ροής. |
Κβάζαρς όπως το ULAS J1120+0641 λόγω της μεγάλης τους λαμπρότητας παίζουν το ρόλο προβολέων. Φωτίζουν τη ύλη που παρεμβάλλεται ανάμεσα σε αυτούς και τη Γη επιτρέποντας τη μελέτη της, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Καθώς το φως των κβάζαρς ταξιδεύει στο ενδογαλαξιακό χώρο, απορροφάται από συγκεντρώσεις ύλης, όπως αέριες μάζες. Η απορρόφηση αυτή αποτυπώνεται στο φάσμα των κβάζαρ επιτρέποντας την ακριβή χαρτογράφηση της πυκνότητας και της κατανομής της ύλης στη ευθεία παρατήρησης (Σχήμα 2).
Μελετώντας το φάσμα του ULAS J1120+0641 οι επιστήμονες βρήκαν ενδείξεις ότι ο βαθμός ιονισμού του Σύμπαντος είναι αναπάντεχα υψηλός περίπου 770 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, τη χρονική στιγμή δηλαδή που παρατηρούμε τον κβάζαρ. Αν αυτό επαληθευθεί από νέες παρατηρήσεις τότε οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να προσδιορίσουν, για πρώτη φορά, τη διάρκεια της διαδικασίας του επαναινοσμού, προσθέτοντας άλλο ένα κομμάτι στο παζλ της δημιουργίας του Κόσμου.
