Τα κβάζαρ είναι μερικά από τα πιο φωτεινά αντικείμενα του Σύμπαντος. Τα πιο φωτεινά είναι τόσο φωτεινά που ξεπερνούν ένα τρισεκατομμύριο αστέρια. Μα γιατί? Και τι μας λέει η φωτεινότητα τους για τους γαλαξίες που τους φιλοξενούν;
Για να προσπαθήσει να απαντήσει σε αυτήν την ερώτηση, μια ομάδα αστρονόμων εξέτασε μια άλλη ματιά σε 28 από τα πιο φωτεινά και πλησιέστερα κβάζαρ. Αλλά για να κατανοήσουμε τη δουλειά τους, πρέπει να ακολουθήσουμε λίγο, ξεκινώντας με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (SMBH) είναι μια μαύρη τρύπα με περισσότερες από ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες. Μπορούν επίσης να είναι πολύ μεγαλύτερα από αυτό. έως και δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες. Μία από αυτές τις οντότητες βρίσκεται στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών, εξαιρουμένων των νάνων γαλαξιών και των παρόμοιων.
Είναι το αποτέλεσμα της βαρυτικής κατάρρευσης ενός τεράστιου αστεριού και καταλαμβάνουν ένα σφαιροειδές κομμάτι χώρου από το οποίο τίποτα, ούτε καν φως, δεν μπορεί να ξεφύγει.
Ο Γαλαξίας έχει ένα από αυτά τα SMBH. Ονομάζεται Sagittarius A-star (Sgr A *) και έχει περίπου 2,6 εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Αλλά το Sgr A * είναι μάλλον ήρεμο για ένα SMBH. Άλλα SMBHs είναι πολύ πιο ενεργά και ονομάζονται ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN.)
Σε ένα AGN, η μαύρη τρύπα αυξάνει ενεργά την ύλη, σχηματίζοντας μια ροπή αερίου που θερμαίνεται. Όπως συμβαίνει αυτό, το αέριο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, την οποία μπορούμε να δούμε. Τα AGN μπορούν να εκπέμπουν ακτινοβολία σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
Υπάρχουν υποκατηγορίες AGN και μια νέα μελέτη επικεντρώνεται σε μία από αυτές τις υποκατηγορίες που ονομάζονται quasars. Ένα κβάζαρ είναι ο πιο ισχυρός τύπος AGN και μπορεί να λάμψει με το φως ενός τρισεκατομμυριούχου Ήλιου. Αλλά μερικά από αυτά τα κβάζαρ κρύβονται πίσω από το δικό τους δακτύλιο, που εμποδίζει την οπτική μας όψη. Σε μελέτες κβάζαρ, αυτά παραβλέπονται ή παραλείπονται, επειδή είναι δύσκολο να τα δούμε.
Αλλά αυτό δημιουργεί ένα πρόβλημα, επειδή η παράλειψή τους από τον πληθυσμό των κβάζαρ σημαίνει ότι μπορεί να μας λείπει κάτι. Σημαίνει επίσης ότι ένα από τα κεντρικά ερωτήματα γύρω από τα κβάζαρ μπορεί να μην αντιμετωπιστεί σωστά.
Το ερώτημα είναι πραγματικά πολύπλευρο: αυτά τα εξαιρετικά φωτεινά AGN τροφοδοτούνται από μέτρια αύξηση σε εξαιρετικά μαζικές μαύρες τρύπες; Ή τροφοδοτούνται από ακραία αύξηση σε πιο μέτριες μάζες μαύρες τρύπες; Ή ίσως συμβαίνει κάτι άλλο. Τροφοδοτούνται από έναν γαλαξία-ξενιστή που μεταβαίνει από έναν γαλαξία που σχηματίζει ένα αστέρι σε κάτι πιο ήρεμο, όπως ένας ελλειπτικός γαλαξίας; Παραβλέποντας ή παραλείποντας τα κβάζαρ που είναι δύσκολο να δουν, καθιστά δύσκολη την εύρεση απαντήσεων.
Μια ομάδα αστρονόμων εξέτασε το 28 AGN που ήταν και τα δύο κοντά και από τα πιο φωτεινά. Οι περισσότεροι από αυτούς ήταν σε ελλειπτικούς γαλαξίες. Το μόνο κριτήριο για την επιλογή τους ήταν η έντονη δραστηριότητα στους πυρήνες τους. Οι ραδιοεκπομπές τους εκτείνονται σε δεκάδες χιλιάδες παράγοντες και οι μάζες τους καλύπτουν επίσης ένα ευρύ φάσμα. Οι αστρονόμοι ήθελαν να μάθουν αν αυτά τα φωτεινά AGN είχαν άλλες διακριτικές ιδιότητες που θα τους ξεχώριζαν από το AGN χαμηλότερης φωτεινότητας.
Τι βρήκαν;
Αυτά είναι μερικά ενδιαφέροντα και εκπληκτικά αποτελέσματα σε αυτήν τη μελέτη. Μερικά από τα αποτελέσματα φαίνεται να συμφωνούν με άλλες μελέτες, ενώ μερικά αντίθετα με το σιτάρι.
- Η ομάδα δεν έχει εικόνες για όλους τους γαλαξίες-φιλοξενούμενους στη μελέτη τους, αλλά αυτές για τις οποίες έχουν εικόνες είναι όλοι οι ελλειπτικοί γαλαξίες ή τουλάχιστον οι μορφολογίες που κυριαρχούν στο ογκώδες. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλες μελέτες για τα κβάζαρ χαμηλότερης φωτεινότητας και επίσης με την προσδοκία ότι τουλάχιστον μερικοί από τους 28 γαλαξίες-ξενιστές θα ήταν σπείρες.
- Οι γαλαξίες-ξενιστές εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα μαζών, με συγκέντρωση σχετικά υψηλών μαζών. Αυτές οι υψηλότερες μάζες και οι υψηλές φωτεινότητες, συμπίπτουν με τη μετατροπή ενεργών γαλαξιών που σχηματίζουν αστέρια σε πιο ήρεμους, σφαιροειδείς γαλαξίες.
- Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία στις εκπομπές ραδιοφώνου στο 28 επιλεγμένο AGN, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχουν «σαφή και ισχυρά καθοριστικά χαρακτηριστικά για τον τύπο των πηγών μας», όπως λένε στο συμπέρασμά τους.
- Το εύρος της φωτεινότητας των ακτίνων Χ και των μαζών των μαύρων οπών δεν μπορεί να εξηγήσει το μεγάλο εύρος φωτεινότητας ραδιοκυμάτων.
- Οι πιο φωτεινές και σκοτεινές πηγές στο δείγμα δεν τροφοδοτούνται από μαύρες τρύπες χαμηλής μάζας με υψηλούς ρυθμούς αύξησης ή από μεγάλες μαύρες τρύπες μάζας με χαμηλότερους ρυθμούς αύξησης.
Στο συμπέρασμα της εφημερίδας τους, οι συγγραφείς συνοψίζουν τα ευρήματά τους, και φαίνεται ότι προς το παρόν, τουλάχιστον, δεν υπάρχει σαφής εξήγηση για αυτά τα πιο φωτεινά κβάζαρ που λάμπουν με το φως ενός τρισεκατομμύρια αστέρια.
«Βρίσκουμε ότι, ως ομάδα, το δείγμα μας από μερικά από τα πιο φωτεινά σκοτεινά AGN στο BASS / DR1 δεν εμφανίζει διακριτικές ιδιότητες σε σχέση με τις μάζες των μαύρων οπών, τις αναλογίες Eddington και / ή τις αστρικές μάζες των γαλαξιών του ξενιστή τους. "
Επισημαίνουν επίσης ότι οι γαλαξίες-ξενιστές είναι κυρίως όλοι οι ελλειπτικοί, ένα εκπληκτικό εύρημα. Εάν αυτό το εύρημα μπορεί να επιβεβαιωθεί από άλλους ερευνητές, «… μπορεί να δώσει κάποια έμμεση ένδειξη προς υποστήριξη της λαϊκής ιδέας ότι οι εποχές της έντονης ανάπτυξης SMBH συνδέονται με τον μετασχηματισμό γαλαξιών από δίσκους (που σχηματίζουν αστέρια) σε ελλειπτικούς (σβησμένους) ( δηλαδή, μέσω μεγάλων συγχωνεύσεων). "
Υπάρχουν 21 ερευνητές πίσω από αυτήν τη μελέτη, σε ιδρύματα όπως το Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics, το Πανεπιστήμιο Τελ Αβίβ, το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το JPL, το Ναυτικό Παρατηρητήριο, το ESO και πολλοί άλλοι. Τα δεδομένα για τη μελέτη τους προέρχονται από την έρευνα Swift / BAT all-sky 70 μηνών και με παρατηρήσεις που χρησιμοποιούν τα παρατηρητήρια Keck, VLT και Palomar. Η μελέτη έχει τίτλο «BAT AGN Spectroscopic Survey - XIII. Η φύση του πιο φωτεινού σκοτεινού AGN στο σύμπαν με χαμηλή κοκκινίλα. " Δημοσιεύεται στις Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Η φύση των αποκρυμμένων ενεργών γαλαξιακών πυρήνων
- Ερευνητικό έγγραφο: Φασματοσκοπική έρευνα BAT AGN - XIII. Η φύση του πιο φωτεινού σκοτεινού AGN στο σύμπαν χαμηλής κοκκινίλας
- Space Magazine: Πώς μπορούν να λάμψουν οι μαύρες τρύπες;
