Μερικά από τα πιο φωτεινά αντικείμενα του Σύμπαντος είναι κβάζαρ. Αντί για μαύρες τρύπες που καταναλώνουν ύλη, θα μπορούσαν να υπάρχουν αντικείμενα με ισχυρά μαγνητικά πεδία που δρουν σαν έλικες, αναδεύοντας την ύλη πίσω στον γαλαξία.
Στο μακρινό, νέο σύμπαν, τα κβάζαρ λάμπουν με μια λαμπρότητα που δεν ταιριάζει με οτιδήποτε στον τοπικό κόσμο. Αν και φαίνονται αστέρια στα οπτικά τηλεσκόπια, τα κβάζαρ είναι στην πραγματικότητα τα φωτεινά κέντρα των γαλαξιών που βρίσκονται δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.
Ο πυρήνας του κβάζαρ φαίνεται ότι περιέχει έναν δίσκο θερμού αερίου που περιστρέφεται σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Κάποιο από αυτό το αέριο εκτοξεύεται δυναμικά προς τα έξω σε δύο απέναντι πίδακες σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Οι θεωρητικοί αγωνίζονται να κατανοήσουν τη φυσική του δίσκου και των πίδακες, ενώ οι παρατηρητές αγωνίζονται να ρίξουν μια ματιά στην καρδιά του κβάζαρ. Ο κεντρικός «κινητήρας» που τροφοδοτεί τα αεροσκάφη είναι δύσκολο να μελετηθεί τηλεσκοπικά επειδή η περιοχή είναι τόσο συμπαγής και οι παρατηρητές της Γης είναι τόσο μακριά.
Ο αστρονόμος Rudy Schild του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian (CfA) και οι συνεργάτες του μελέτησαν το κβάζαρ γνωστό ως Q0957 + 561, που βρίσκεται περίπου 9 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Ursa Major, κοντά στο Big Dipper. Αυτό το κβάζαρ κρατά ένα κεντρικό συμπαγές αντικείμενο που περιέχει τόσο μάζα όσο 3-4 δισεκατομμύρια ήλιους. Οι περισσότεροι θα θεωρούσαν αυτό το αντικείμενο ως «μαύρη τρύπα», αλλά η έρευνα του Schild προτείνει το αντίθετο.
«Δεν ονομάζουμε αυτό το αντικείμενο μια μαύρη τρύπα επειδή έχουμε βρει στοιχεία ότι περιέχει ένα εσωτερικά αγκυρωμένο μαγνητικό πεδίο που διεισδύει ακριβώς στην επιφάνεια του κεντρικού αντικειμένου που έχει καταρρεύσει και ότι αλληλεπιδρά με το περιβάλλον κβάζαρ», σχολίασε ο Schild.
Οι ερευνητές επέλεξαν το Q0957 + 561 για τη σύνδεσή του με έναν φυσικό κοσμικό φακό. Η βαρύτητα ενός κοντινού γαλαξία κάμπτει χώρο, σχηματίζοντας δύο εικόνες του απόμακρου κβάζαρ και μεγεθύνοντας το φως του. Τα αστέρια και οι πλανήτες στον κοντινό γαλαξία επηρεάζουν επίσης το φως του κβάζαρ, προκαλώντας μικρές διακυμάνσεις στη φωτεινότητα (σε μια διαδικασία που ονομάζεται «μικροαισθησία») όταν παρασύρονται στην οπτική γραμμή μεταξύ της Γης και του κβάζαρ.
Ο Schild παρακολούθησε τη φωτεινότητα του κβάζαρ για 20 χρόνια και οδήγησε μια διεθνή κοινοπραξία παρατηρητών που λειτουργούσε 14 τηλεσκόπια για να κρατήσει το αντικείμενο σταθερό όλο το εικοσιτετράωρο σε κρίσιμες στιγμές.
«Με τη μικροαισθηματοποίηση, μπορούμε να διακρίνουμε περισσότερες λεπτομέρειες από αυτή τη λεγόμενη« μαύρη τρύπα », τα δύο τρίτα του δρόμου προς την άκρη του ορατού σύμπαντος από ό, τι μπορούμε από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία», δήλωσε ο Schild.
Μέσα από προσεκτική ανάλυση, η ομάδα έβγαλε λεπτομέρειες σχετικά με τον πυρήνα του κβάζαρ. Για παράδειγμα, οι υπολογισμοί τους επισήμαναν τη θέση όπου σχηματίζονται τα τζετ.
«Πώς και πού σχηματίζονται αυτά τα τζετ; Ακόμα και μετά από 60 χρόνια ραδιοφωνικών παρατηρήσεων, δεν είχαμε καμία απάντηση. Τώρα τα στοιχεία είναι μέσα, και ξέρουμε », είπε ο Schild.
Ο Schild και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι τα αεριωθούμενα αεροπλάνα φαίνεται να βγαίνουν από δύο περιοχές 1.000 αστρονομικές μονάδες σε μέγεθος (περίπου 25 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση του Πλούτωνα-Κυρ) που βρίσκονται 8.000 αστρονομικές μονάδες ακριβώς πάνω από τους πόλους του κεντρικού συμπαγούς αντικειμένου. (Μια αστρονομική μονάδα ορίζεται ως η μέση απόσταση από τη Γη προς τον Ήλιο, ή 93 εκατομμύρια μίλια.) Ωστόσο, αυτή η τοποθεσία θα ήταν αναμενόμενη μόνο εάν τα αεροσκάφη τροφοδοτήθηκαν με την επανασύνδεση γραμμών μαγνητικού πεδίου που ήταν αγκυρωμένες στο περιστρεφόμενο υπερμεγέθη συμπαγές αντικείμενο μέσα στο κβάζαρ. Αλληλεπιδρώντας με έναν περιβάλλοντα δίσκο συσσώρευσης, τέτοιες περιστρεφόμενες γραμμές μαγνητικού πεδίου τυλίγονται, τυλίγονται σφιχτά και σφιχτά έως ότου ενωθούν εκρηκτικά, επανασυνδεθούν και σπάσουν, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας που τροφοδοτούν τα πίδακα.
«Αυτό το κβάζαρ φαίνεται να κυριαρχείται δυναμικά από ένα μαγνητικό πεδίο εσωτερικά αγκυροβολημένο στο κεντρικό, περιστρεφόμενο υπερμεγέθιο συμπαγές αντικείμενο», δήλωσε ο Schild.
Περαιτέρω στοιχεία για τη σημασία του εσωτερικά αγκυρωμένου μαγνητικού πεδίου του κβάζαρ βρίσκονται στις γύρω δομές. Για παράδειγμα, η εσωτερική περιοχή που βρίσκεται πλησιέστερα στο κβάζαρ φαίνεται να έχει καθαριστεί από υλικό. Το εσωτερικό άκρο του δίσκου προσαύξησης, που βρίσκεται περίπου 2.000 αστρονομικές μονάδες από το κεντρικό συμπαγές αντικείμενο, θερμαίνεται σε πυράκτωση και λάμπει έντονα. Και τα δύο εφέ είναι οι φυσικές υπογραφές ενός περιστρεφόμενου, εσωτερικού μαγνητικού πεδίου που τραβιέται γύρω από την περιστροφή του κεντρικού συμπαγούς αντικειμένου - ένα φαινόμενο που ονομάζεται «μαγνητική έλικα».
Οι παρατηρήσεις δείχνουν επίσης την παρουσία μιας ευρείας ροής σε σχήμα κώνου από τον δίσκο συσσώρευσης. Όπου φωτίζεται από το κεντρικό κβάζαρ, λάμπει σε ένα δακτύλιο που είναι γνωστό ως δομή Elvis μετά από τον συνάδελφό του Schild, Martin Elvis, ο οποίος θεωρούσε την ύπαρξή του. Το εκπληκτικά μεγάλο γωνιακό άνοιγμα της εκροής που παρατηρείται εξηγείται καλύτερα από την επίδραση ενός εσωτερικού μαγνητικού πεδίου που περιέχεται στο κεντρικό συμπαγές αντικείμενο σε αυτό το κβάζαρ.
Υπό το φως αυτών των παρατηρήσεων, ο Schild και οι συνεργάτες του, Darryl Leiter (Marwood Astrophysics Research Center) και Stanley Robertson (Southwestern Oklahoma State University), έχουν προτείνει μια αμφιλεγόμενη θεωρία ότι το μαγνητικό πεδίο είναι εγγενές του κεντρικού, υπερμεγέθους συμπαγούς αντικειμένου του κβάζαρ, μάλλον παρά μόνο να είμαστε μέρος του δίσκου προσαύξησης όπως πιστεύουν οι περισσότεροι ερευνητές. Εάν επιβεβαιωθεί, αυτή η θεωρία θα οδηγήσει σε μια επαναστατική νέα εικόνα της δομής του κβάζαρ.
«Η ανακάλυψή μας προκαλεί την αποδεκτή άποψη των μαύρων οπών», δήλωσε ο Leiter. «Έχουμε προτείνει ακόμη και ένα νέο όνομα για αυτά - Magnetospheric Eternally Collapsing Objects, ή MECOs», μια παραλλαγή του ονόματος που επινοήθηκε για πρώτη φορά από τον Ινδό αστροφυσικό Abhas Mitra το 1998. «Οι αστροφυσικοί πριν από 50 χρόνια δεν είχαν πρόσβαση στη σύγχρονη κατανόηση κβαντικής ηλεκτροδυναμικής που βρίσκεται πίσω από τις νέες μας λύσεις στις αρχικές εξισώσεις σχετικότητας του Αϊνστάιν ».
Αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι, εκτός από τη μάζα και την περιστροφή του, το κεντρικό συμπαγές αντικείμενο του κβάζαρ μπορεί να έχει φυσικές ιδιότητες περισσότερο σαν ένα πολύ μετατοπισμένο, περιστρεφόμενο μαγνητικό δίπολο παρά σαν μια μαύρη τρύπα. Για αυτόν τον λόγο, τα περισσότερα υλικά που πλησιάζουν δεν εξαφανίζονται για πάντα, αλλά αντίθετα αισθάνονται τα περιστρεφόμενα μαγνητικά πεδία που μοιάζουν με τον κινητήρα και περιστρέφονται πίσω. Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, ένα MECO δεν έχει ορίζοντα συμβάντων, οπότε κάθε θέμα που μπορεί να πάρει από τη μαγνητική έλικα επιβραδύνεται σταδιακά και σταματά στην εξαιρετικά μετατοπισμένη επιφάνεια του MECO, με ένα αδύναμο σήμα που συνδέει την ακτινοβολία από αυτό το θέμα. σε έναν μακρινό παρατηρητή. Αυτό το σήμα είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθεί και δεν έχει εντοπιστεί από το Q0957 + 561.
Αυτή η έρευνα δημοσιεύθηκε στο τεύχος Ιουλίου του Astronomical Journal και είναι διαθέσιμη στο διαδίκτυο στη διεύθυνση http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Με έδρα το Cambridge, Mass., Το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) είναι μια κοινή συνεργασία μεταξύ του Smithsonian Astrophysical Observatory και του Harvard College Observatory. Οι επιστήμονες της CfA, οργανωμένοι σε έξι ερευνητικά τμήματα, μελετούν την προέλευση, την εξέλιξη και την τελική μοίρα του σύμπαντος.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων CfA
