Naučnici su analizirali gigantski rezervoar vodene pare oko kvazara APM 08279+5255 koji sadrži 140 biliona puta više vode od svih okeana na Zemlji
Povremeno, pažnju nam privuče i poneka zanimljiva naučna priča, a ovo je jedna baš takva sa SienceDaily-ja. Postoji rezervoar vodene pare u svemiru, ali nije sve tako jednostavno, kao što zvuči.
Astronomski timovi otkrili su gigantski rezervoar vodene pare oko ultra-svetlog kvazara APM 08279+5255, koji je od Zemlje udaljen oko 12 milijardi svetlosnih godina.
Naučni modeli pokazuju da ovaj oblak gasa sadrži čak 140 biliona (140 hiljada milijardi) puta više vode od svih okeana na našoj planeti zajedno. Dodatno, sam kvazar oslobađa energiju jednaku snazi od hiljadu biliona Sunaca.
Modelovane procene umesto tečnih okeana u svemiru
Iako poređenje sa okeanima zvuči spektakularno, naučnici naglašavaju da ovaj rezervoar ne predstavlja tečni okean. To je izuzetno razređeni gas rasprostranjen na prostoru od nekoliko stotina svetlosnih godina oko centralne crne rupe.
Merenja su sprovedena pomoću preciznih spektroskopskih instrumenata. Evo i šta je sve korišćeno za ta merenja.
Signal iz rane epohe. Svetlost sa kvazara APM 08279+5255 ima crveni pomak od 3,91. To znači da je emitovana kada je svemir bio star svega 1,6 milijardi godina (oko 12 milijardi godina u prošlosti).
Radio-spektroskopija. Timovi predvođeni Metom Bradfordom iz NASA laboratorije JPL i Dariuszom Lisom sa instituta Plateau de Bure detektovali su rotacione tranzicije molekula vode u podmilimetarskom opsegu. Na kraju su tu i fizička svojstva gasa. Vodena para ima procenjenu temperaturu od oko minus 53 stepena Celzijusa. Iako je njena gustina znatno manja od Zemljine atmosfere, ovaj gas je znatno topliji i gušći u poređenju sa prosečnim međuzvezdanim gasom u Mlečnom putu.
Uticaj gravitacionog sočiva i uloga supermasivne crne rupe
Sam kvazar predstavlja izuzetno svetlo jezgro galaksije gde se nalazi supermasivna crna rupa mase od oko 20 milijardi Sunčevih masa. Sama crna rupa ne emituje svetlost. Emituje ogromno zračenje nastaje usled ekstremnog zagrevanja materije u akreacionom disku, dok ona propada ka horizontu događaja.
Analizu objavljenih podataka dodatno objašnjava pojava poznata kao gravitaciono sočivo. Evo šta je važno da znate i o tome, kako biste bolje razumeli ovu naučnu priču.
Uvećanje signala. Ispred kvazara nalazi se bliža galaksija koja deluje kao prirodno sočivo, savijajući i pojačavajući njegovu svetlost oko četiri puta. Sledeći je stvarni sastav. Nakon korekcije za efekat sočiva, naučnici su procenili da stvarna masa same vodene pare iznosi oko 100.000 Sunčevih masa, odnosno prosečno 1,4 molekula vode na svakih 10 miliona molekula vodonika. Na kraju se dodaje i dijagnostika okruženja. Prisustvo vode poslužilo je astrofizičarima kao ključan alat za merenje – gustina, temperatura i radijaciono polje oko aktivne crne rupe u najranijim fazama evolucije svemira.
Otkriće se ticalo uslova, a ne samo količine
Astronomi su već očekivali vodu u udaljenom svemiru, pa gigantski rezervoar vodene pare nije prvo takvo otkriće. Ranije generacije zvezda stvorile su kiseonik, a uobičajena hemija mogla ga je spojiti sa vodonikom. Ono što timovi ranije nisu izmerili na takvoj udaljenosti jeste spektar vode koji otkriva ovoliko topao, gust i snažno ozračen molekularni gas.
Studija iz 2011. godine, koju je predvodio Pol van der Verf, detektovala je četiri spektralne linije vode u istoj galaksiji domaćinu kvazara sa gravitacionim sočivom. Njen model pobuđivanja takođe je pokazao da je intenzivno infracrveno zračenje dominiralo tranzicijama više energije i ukazalo na zaklonjeni region jezgra u kom se formiraju zvezde.
Više linija i precizniji modeli sočiva mogu dodatno definisati ove procene. Čvrst naučni rezultat užeg je opsega od senzacionalističkih brojeva iz naslova, ali je naučno održiv. Vodena para je već bila dovoljno zastupljena da omogući mapiranje fizičkog okruženja oko supermasivne crne rupe u vreme kada je svemir bio star oko 1,6 milijardi godina.
Izvor: Benchmark
