Δεν υπάρχει τίποτα περισσότερο από αυτόν τον κόσμο από τα οιονεί αστρικά αντικείμενα ή πιο απλά - τα κβάζαρ. Αυτά είναι τα πιο ισχυρά και από τα πιο μακρινά αντικείμενα στο Σύμπαν. Και αυτά τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας είναι αρκετά συμπαγή - σχετικά με το μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος. Η κατανόηση του πώς δημιουργήθηκαν και πώς - ή εάν - εξελίσσονται στους γαλαξίες που μας περιβάλλουν σήμερα είναι μερικά από τα μεγάλα ερωτήματα που οδηγούν τους αστρονόμους.
Τώρα, ένα νέο έγγραφο των Yue Shen και Luis C. Ho - «Η ποικιλομορφία των κβάζαρ που ενώνεται με προσαύξηση και προσανατολισμό» στο περιοδικό Nature επιβεβαιώνει τη σημασία μιας μαθηματικής παραγωγής από τον διάσημο αστροφυσικό Sir Arthur Eddington κατά το πρώτο μισό του 20ου Αιώνας, στην κατανόηση όχι μόνο των αστεριών αλλά και των ιδιοτήτων των κβάζαρ. Κατά ειρωνικό τρόπο, ο Eddington δεν πίστευε ότι υπήρχαν μαύρες τρύπες, αλλά τώρα η παραγωγή του, το Eddington Luminosity, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πιο αξιόπιστα για τον προσδιορισμό σημαντικών ιδιοτήτων των κβάζαρ σε τεράστια τμήματα χώρου και χρόνου.
Ένα κβάζαρ αναγνωρίζεται ως προσαύξηση (έννοια- θέμα που πέφτει) εξαιρετικά τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός «ενεργού γαλαξία». Τα περισσότερα γνωστά κβάζαρ υπάρχουν σε αποστάσεις που τα τοποθετούν πολύ νωρίς στο Σύμπαν. το πιο μακρινό είναι στα 13,9 δισεκατομμύρια έτη φωτός, μόλις 770 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Κατά κάποιο τρόπο, τα κβάζαρ και οι νεοσυσταθέντες γαλαξίες που τους περιβάλλουν εξελίχθηκαν στους γαλαξίες που υπάρχουν στο Space Magazine. Στις ακραίες αποστάσεις τους, μοιάζουν με σημείο, δεν διακρίνονται από ένα αστέρι, εκτός από το ότι τα φάσματα του φωτός τους διαφέρουν πολύ από τα αστέρια. Μερικοί θα ήταν τόσο φωτεινοί όσο ο Ήλιος μας αν είχαν τοποθετηθεί 33 έτη φωτός μακριά που σημαίνει ότι είναι πάνω από ένα τρισεκατομμύριο φορές πιο φωτεινό από το αστέρι μας.
Η φωτεινότητα του Eddington καθορίζει τη μέγιστη φωτεινότητα που μπορεί να δείξει ένα αστέρι σε ισορροπία. συγκεκριμένα, υδροστατική ισορροπία. Εξαιρετικά τεράστια αστέρια και μαύρες τρύπες μπορούν να υπερβούν αυτό το όριο, αλλά τα αστέρια, για να παραμείνουν σταθερά για μεγάλα χρονικά διαστήματα, βρίσκονται σε υδροστατική ισορροπία μεταξύ των εσωτερικών δυνάμεών τους - της βαρύτητας - και των εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων. Αυτή είναι η περίπτωση του αστεριού μας, του Ήλιου, αλλιώς θα καταρρεύσει ή θα επεκταθεί, που σε κάθε περίπτωση, δεν θα παρείχε τη σταθερή πηγή φωτός που έχει θρέψει τη ζωή στη Γη για δισεκατομμύρια χρόνια.
Γενικά, τα επιστημονικά μοντέλα συχνά ξεκινούν απλά, όπως το μοντέλο του ατόμου υδρογόνου του Bohr και αργότερα οι παρατηρήσεις μπορούν να αποκαλύψουν περιπλοκές που απαιτούν πιο περίπλοκη θεωρία για εξήγηση, όπως η Κβαντομηχανική για το άτομο. Η φωτεινότητα και ο λόγος του Eddington θα μπορούσαν να συγκριθούν με τη γνώση της θερμικής απόδοσης και του λόγου συμπίεσης ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης. γνωρίζοντας τέτοιες τιμές, ακολουθούν άλλες ιδιότητες.
Πολλοί άλλοι παράγοντες σχετικά με το Eddington Luminosity είναι τώρα γνωστοί και είναι απαραίτητοι για τον ορισμό της «τροποποιημένης φωτεινότητας Eddington» που χρησιμοποιείται σήμερα.
Το νέο έγγραφο στο Nature δείχνει πώς το Eddington Luminosity βοηθά στην κατανόηση της κινητήριας δύναμης πίσω από την κύρια ακολουθία των κβάζαρ, και οι Shen και Ho αποκαλούν το έργο τους ως την απουσία οριστικής απόδειξης που ποσοτικοποιεί τη συσχέτιση των ιδιοτήτων ενός κβάζαρ με την αναλογία του κβάζαρ Eddington.
Χρησιμοποίησαν αρχειακά δεδομένα παρατήρησης για να αποκαλύψουν τη σχέση μεταξύ της ισχύος των οπτικών εκπομπών σιδήρου [Fe] και οξυγόνου [O III] - που συνδέονται στενά με τις φυσικές ιδιότητες του κεντρικού κινητήρα του κβάζαρ - μια υπερ-τεράστια μαύρη τρύπα και την αναλογία Eddington . Το έργο τους παρέχει την αυτοπεποίθηση και τους συσχετισμούς που απαιτούνται για να προχωρήσουμε στην κατανόηση των κβάζαρ και της σχέσης τους με την εξέλιξη των γαλαξιών στο πρώιμο Σύμπαν και μέχρι την εποχή μας.
Οι αστρονόμοι μελετούν τα κβάζαρ για λίγο πάνω από 50 χρόνια. Ξεκινώντας το 1960, οι ανακαλύψεις κβάζαρ άρχισαν να συσσωρεύονται αλλά μόνο μέσω παρατηρήσεων ραδιοτηλεσκοπίου. Στη συνέχεια, μια πολύ ακριβής μέτρηση ραδιοτηλεσκοπίου του Quasar 3C 273 ολοκληρώθηκε χρησιμοποιώντας μια Σεληνιακή απόκρυψη. Με αυτό το χέρι, ο Δρ Maarten Schmidt του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας μπόρεσε να εντοπίσει το αντικείμενο σε ορατό φως χρησιμοποιώντας το Τηλεσκόπιο 200 ιντσών Palomar. Εξετάζοντας τις παράξενες φασματικές γραμμές υπό το φως του, ο Schmidt κατέληξε στο σωστό συμπέρασμα ότι τα φάσματα quasar παρουσιάζουν μια ακραία ερυθρή μετατόπιση και οφείλεται σε κοσμολογικά αποτελέσματα. Η κοσμολογική μετατόπιση των κβάζαρ σήμαινε ότι βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση από εμάς στο χώρο και το χρόνο. Έγραψε επίσης την κατάρρευση της θεωρίας του Σύμπαντος του Σταθερού Κράτους και έδωσε περαιτέρω υποστήριξη σε ένα διευρυμένο Σύμπαν που προήλθε από μια μοναδικότητα - το Big Bang.
Οι ερευνητές, Yue Shen και Luis C. Ho είναι από το Ινστιτούτο Αστρονομίας και Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου που συνεργάζονται με τα Παρατηρητήρια Carnegie, Pasadena, Καλιφόρνια.
Αναφορές και περαιτέρω ανάγνωση:
«Η ποικιλομορφία των κβάζαρ που ενοποιούνται από την προσήλωση και τον προσανατολισμό», Yue Shen, Luis C. Ho, 11 Σεπτεμβρίου 2014, Φύση
«Τι είναι ένα Quasar;», Space Magazine, Fraser Cain, 12 Αυγούστου 2013
«Συνέντευξη με τον Maarten Schmidt», Caltech Oral Histories, 1999
"Fifty Years of Quasars, a Symposium προς τιμήν του Maarten Schmidt", Caltech, 9 Σεπτεμβρίου 2013
