מהודעת עיתונות של Caltech:
מים באמת נמצאים בכל מקום. כשמסתכלים ממרחק של 30 מיליארד טריליון מייל לקווסר - אחד האובייקטים הבהירים והאלים ביותר בקוסמוס - החוקרים מצאו מסה של אדי מים שפחות 140 טריליון פעמים זהה לכל המים באוקיינוסים בעולם בשילוב, ופי מאה אלף מאסיבי יותר מהשמש.
מכיוון שהקוואזאר כל כך רחוק, אורו לקח 12 מיליארד שנה להגיע לכדור הארץ. התצפיות חושפות אפוא תקופה בה היקום היה בן 1.6 מיליארד שנה בלבד. "הסביבה סביב קוואזאר זה היא ייחודית בכך שהיא מייצרת את המסה האדירה הזו של מים", אומר מאט ברדפורד, מדען במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א (JPL) ומקורב בקלטק. "זו הפגנה נוספת שמים חודרים ברחבי היקום, אפילו בזמנים המוקדמים ביותר." ברדפורד מוביל את אחד משני צוותים בינלאומיים של אסטרונומים שתיארו את ממצאי הקוואזר שלהם בעיתונים נפרדים שהתקבלו לפרסום בכתב העת Astrophysical Journal Letters.
קרא כאן את העיתון של ברדפורד וצוות.
קוואזאר מופעל על ידי חור שחור עצום הצורם בהתמדה דיסק סביבו של גז ואבק; בזמן שהוא אוכל, הקוואזר מפזר כמויות אדירות של אנרגיה. שתי קבוצות האסטרונומים חקרו קוואזאר מסוים בשם APM 08279 + 5255, הנמצא חור שחור מאסיבי פי 20 מהשמש ומייצר אנרגיה רבה כמו אלף טריליון שמשות.
מכיוון שאסטרונומים ציפו שאדי מים יהיו נוכחים אפילו ביקום המוקדם, גילוי המים אינו כשלעצמו הפתעה, אומר ברדפורד. יש אדי מים בנתיב החלב, אם כי הכמות הכוללת היא פי 4,000 פחות מסיבית מאשר בקוואזאר, מכיוון שרוב מי שביל החלב קפואים בצורה של קרח.
עם זאת, אדי מים הם גז עקבות חשוב החושף את אופי הקווסר. בקוואזר ספציפי זה, אדי המים מופצים סביב החור השחור באזור גזי המשתרע על פני מאות שנות אור (שנת אור היא בערך שישה טריליון מיילים), ונוכחותו מצביעה על כך שהגז חם וצפוף במיוחד בצורה אסטרונומית. תקנים. למרות שהגז הוא -53 מעלות צלזיוס צונן (–63 מעלות פרנהייט) והוא 300 טריליון פעמים פחות צפופה מהאווירה של כדור הארץ, הוא עדיין חם פי חמישה ו צפוף פי 100 עד למה שמאפיין בגלקסיות כמו שביל החלב.
אדי המים הם רק סוגים רבים של גז העוטף את הקוואזר, ונוכחותו מעידה על כך שהקוואזר שוטף את הגז הן בצילומי רנטגן והן בקרינת אינפרא אדום. האינטראקציה בין הקרינה ואדי המים חושפת את תכונות הגז וכיצד הקוואזר משפיע עליו. לדוגמא, ניתוח אדי המים מראה כיצד הקרינה מחממת את שאר הגז. יתר על כן, מדידות של אדי המים ושל מולקולות אחרות, כמו פחמן חד חמצני, מציעות שיש מספיק גז להזנת החור השחור עד שהוא יגדל לגודל של פי שישה מגודלו. אם זה יקרה אינו ברור, אומרים האסטרונומים, מכיוון שחלק מהגז עלול להתעבות לכוכבים או שיופלט מהקוואזאר.
צוותו של ברדפורד ערך את התצפיות החל משנת 2008, באמצעות מכשיר בשם Z-Spec במצפה הכוכבים Caltech Submillimeter (CSO), טלסקופ בגובה 10 מטרים ליד פסגת מאונה קאה בהוואי. Z-Spec הוא ספקטרוגרף רגיש במיוחד, הדורש טמפרטורות מקוררות לטווח של 0.06 מעלות צלזיוס מעל אפס מוחלט. המכשיר מודד אור באזור הספקטרום האלקטרומגנטי הנקרא רצועת מילימטר, שנמצא בין אורכי גל אינפרא אדום למיקרוגל. גילוי החוקרים על מים היה אפשרי רק מכיוון שהכיסוי הספקטרלי של Z-Spec גדול פי עשרה מזה של הספקטרומטרים הקודמים שפועלים באורכי גל אלה. האסטרונומים ערכו תצפיות מעקב באמצעות המערך המשולב למחקר באסטרונומיה גל-מילימטר (CARMA), מערך צלחות רדיו בהרי איניו בדרום קליפורניה.
תגלית זו מדגישה את היתרונות של התבוננות באורכי הגל מילימטר ותחת מילימטר, אומרים האסטרונומים. התחום התפתח במהירות במהלך שניים-שלושה עשורים האחרונים, וכדי להגיע למלוא הפוטנציאל של קו מחקר זה, האסטרונומים - כולל מחברי המחקר - מעצבים כעת CCAT, טלסקופ באורך 25 מטר שיוקם במדבר אטקמה. בצ'ילה. CCAT יאפשר לאסטרונומים לגלות כמה מהגלקסיות הקדומות ביותר ביקום. על ידי מדידת נוכחות מים וגזי קורט חשובים אחרים, אסטרונומים יכולים לחקור את ההרכב של גלקסיות קדומות אלה.
הקבוצה השנייה, בהובלתו של דריוש ליס, עמיתת מחקר בכירה בפיזיקה בסלטק וסגן מנהל ה- CSO, השתמשה באינטרפרומטר פלאטו דה בור באלפים הצרפתיים כדי למצוא מים. בשנת 2010, צוות של ליס חיפש עקבות של פלואוריד מימן בספקטרום של APM 08279 + 5255, אך בסרביות גילו אות בספקטרום הקווסר שהצביע על נוכחות מים. האות היה בתדר המקביל לקרינה שנפלטת כאשר מים עוברים ממצב אנרגיה גבוה יותר למצב נמוך יותר. בעוד הצוות של ליס מצא אות אחת בלבד בתדר יחיד, רוחב הפס הרחב של Z-Spec איפשר לברדפורד ועמיתיו לגלות פליטת מים בתדרים רבים. מעברים מים מרובים אלה אפשרו לצוות של ברדפורד לקבוע את המאפיינים הפיזיים של הגז של הקוואראר ואת מסת המים.
