Kvazari: najsvjetliji objekti u svemiru

Quasar-3c-273

Svemirski teleskop Hubble snimio je ovu sliku drevnog i briljantnog kvazara 3C 273, koji se nalazi u divovskoj eliptičnoj galaksiji u sazviježđu Djevice. Njegovoj svjetlosti trebalo je oko 2,5 milijardi godina da dođe do nas. Unatoč velikoj udaljenosti, i dalje je jedan od najbližih kvazara našem domu. Bio je to prvi kvazar koji je ikada identificiran, a otkrio ga je početkom 1960 -ih astronom Allan Sandage. (Kredit za sliku: ESA / Hubble & NASA)





Svijetleći tako jako da pomračuju drevne galaksije koje ih sadrže, kvazari su udaljeni objekti koje pokreću crne rupe milijardu puta masivnije od našeg Sunca. Ovi moćni dinamovi fascinirali su astronome od svog otkrića prije pola stoljeća.

Tridesetih godina prošlog stoljeća Karl Jansky, fizičar iz Bell Telephone Laboratories, otkrio je da statičke smetnje na transatlantskim telefonskim linijama dolaze s Mliječne staze. Do 1950 -ih, astronomi su koristili radioteleskope za ispitivanje neba i uparivali svoje signale s vidljivim pregledima neba.

Ovaj umjetnik



Koncept ovog umjetnika ilustrira kvazar ili hranjivu crnu rupu, sličnu APM 08279+5255, gdje su astronomi otkrili ogromne količine vodene pare. Plin i prašina vjerojatno tvore tor oko središnje crne rupe, s oblacima nabijenog plina iznad i ispod.(Slika zasluga: NASA / ESA)

Međutim, neki manji objekti iz izvora točke nisu se podudarali. Astronomi su ih nazvali 'kvazizvjezdani radio izvori' ili 'kvazari', jer su signali dolazili s jednog mjesta, poput zvijezde. Međutim, naziv je pogrešan; prema Nacionalna astronomska opservatorija u Japanu , samo oko 10 posto kvazara emitira jake radio valove.

Njihovo imenovanje nije pomoglo u utvrđivanju koji su to predmeti. Trebale su godine studija da se shvati da su te udaljene mrlje, za koje se činilo da ukazuju na zvijezde, stvorene česticama ubrzanim brzinama koje se približavaju brzini svjetlosti.



'Kvazari su među najsjajnijim i najudaljenijim poznatim nebeskim objektima i ključni su za razumijevanje ranog svemira', rekao je astronom Bram Venemans s Instituta Max Planck za astronomiju u Njemačkoj. izjava .

Svjetlosni mlazovi

Znanstvenici sada sumnjaju da su sićušni, točkoviti svjetlucavi signali zapravo signali iz galaktičkih jezgri koje nadmašuju njihove galaksije domaćine. Kvazari žive samo u galaksijama sa supermasivne crne rupe - crne rupe koje sadrže milijarde puta veću masu Sunca. Iako svjetlost ne može pobjeći iz same crne rupe, neki se signali mogu osloboditi oko njezinih rubova. Dok neki prah i plin padaju u crnu rupu, druge čestice se ubrzavaju daleko od nje u blizini brzina svjetlosti . Čestice se odvajaju od crne rupe u mlazovima iznad i ispod nje, transportirane jednim od najmoćnijih akceleratora čestica u svemiru.

'Smatra se da se kvazari stvaraju u regijama svemira gdje je gustoća tvari velikih razmjera mnogo veća od prosjeka', rekao je astronom Fabian Walter s Instituta za astronomiju Max Planck. izjava .



Većina kvazara pronađena je milijardama svjetlosnih godina daleko. Budući da je za putovanje potrebno svjetlo, proučavanje objekata u svemiru funkcionira slično kao vremeplov; vidimo objekt kakav je bio kad ga je svjetlost napustila, prije milijardi godina. Dakle, što znanstvenici gledaju dalje, oni mogu vidjeti unatrag u prošlost. Većina od više od 2000 poznatih kvazara postojala je u ranom životu galaksije. Galaksije poput Mliječne staze možda su nekada bile domaćini kvazara koji je dugo šutio.

U prosincu 2017. godine najudaljeniji kvazar pronađen je udaljen više od 13 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Znanstvenici su promatrali kvazar, poznat kao J1342+0928, jer se pojavio samo 690 milijuna godina nakon Velikog praska. Ovakvi mladi kvazari mogu otkriti informacije o tome kako su se galaksije razvijale tijekom vremena.

Kvazari emitiraju energije milijuna, milijardi ili čak bilijuna elektronskih volti. Ta energija premašuje ukupnu svjetlost svih zvijezda unutar galaksije. Najsjajniji objekti u svemiru, oni svijetle od 10 do 100.000 puta jače od Mliječne staze.

'Kvazari su sposobni emitirati stotine ili čak tisuće puta cjelokupnu energiju naše galaksije, čineći ih nekim od najsvjetlijih i najenergičnijih objekata u čitavom svemiru,' prema NASA -i . Na primjer, da se drevni kvazar 3C 273, jedan od najsjajnijih objekata na nebu, nalazio 30 svjetlosnih godina od Zemlje, izgledao bi sjajno poput sunca na nebu. (Međutim, kvazar 3C 273, identificirati prvi kvazar , nalazi se 2,5 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, prema NASA-i. Jedan je od najbližih kvazara.)

Proučavanje kvazara dugo je predstavljalo izazov zbog njihovog odnosa prema teško izmjerljivoj masi njihovih supermasivnih crnih rupa. Nova metoda počela je vagati najveće crne rupe u rasutom stanju.

'Ovo je veliki korak naprijed za nauku o kvazaru', kaže Aaron Barth, profesor astronomije na Kalifornijskom sveučilištu, rekao je Irvine u izjava . 'Prvi put su pokazali da se ova teška mjerenja mogu izvesti u masovnoj proizvodnji.'

Obiteljsko stablo

Kvazari su dio klase objekata poznatih kao aktivne galaktičke jezgre (AGN). Ostale klase uključuju Seyfertove galaksije i blazare. Sva tri zahtijevaju supermasivne crne rupe da ih napaja.

Seyfertove galaksije su AGN s najnižom energijom, koje emitiraju samo oko 100 kiloelektronvolti (KeV). Blazari, poput njihovih rođaka kvazara, troše znatno više energije.

Mnogi znanstvenici misle da su tri vrste AGN -a isti objekti, ali s različitim perspektivama. Dok se čini da mlazovi kvazara teku pod kutom općenito u smjeru Zemlje, blazari mogu usmjeriti svoje mlazove izravno prema planeti. Iako se u Seyfertovim galaksijama ne vide mlazovi, znanstvenici misle da je to možda zato što ih gledamo sa strane, pa je sva emisija usmjerena od nas i na taj način ostaje neotkrivena.

Pratite Nolu Taylor Redd na @NolaTRedd , Facebook , ili Google+ . Pratite nas na @Spacedotcom , Facebook ili Google+ .