Kvasary sú jedny z najjasnejších objektov vo vesmíre. Najjasnejšie sú také žiarivé, že zatienia bilión hviezd. Ale prečo? A čo nám hovorí ich jas o galaxiách, ktoré ich hostia?
Aby sa pokúsila odpovedať na túto otázku, skupina astronómov sa znova pozrela na 28 najjasnejších a najbližších kvasarov. Aby sme pochopili ich prácu, musíme sa trochu vrátiť, počnúc supermasívnymi čiernymi dierami.
Supermasívna čierna diera (SMBH) je čierna diera s viac ako miliónom solárnych hmôt. Môžu byť omnoho väčšie; až miliardy solárnych hmôt. Jedna z týchto entít sídli v strede väčšiny galaxií, s výnimkou trpasličích galaxií a podobne.
Sú výsledkom gravitačného zrútenia mohutnej hviezdy a zaberajú sféroidný kúsok vesmíru, z ktorého nemôže uniknúť nič, dokonca ani svetlo.
Mliečná dráha má jeden z týchto SMBH. Nazýva sa hviezda Strelec A (Sgr A *) a je to asi 2,6 milióna slnečných hmôt. Ale Sgr A * je skôr upokojujúci pre SMBH. Iné SMBH sú oveľa aktívnejšie a nazývajú sa aktívne galaktické jadrá (AGN.)
V AGN čierna diera aktívne nahromažďuje hmotu a tvorí torus plynu, ktorý sa zahrieva. Plyn pritom vyžaruje elektromagnetické žiarenie, ktoré vidíme. AGN môžu vyžarovať žiarenie v celom elektromagnetickom spektre.
Existujú podtriedy AGN a nová štúdia zameraná na jednu z týchto podtried nazývaných kvasary. Kvázar je najsilnejším typom AGN a môžu žiariť so svetlom bilióna Slnka. Niektoré z týchto kvázarov sú však skryté za vlastným torusom, ktorý blokuje našu viditeľnosť. V štúdiách kvázarov sú tieto ignorované alebo vynechané, pretože je ťažké ich vidieť.
To však vytvára problém, pretože ich vynechanie z populácie kvázarov znamená, že nám niečo možno chýba. Znamená to tiež, že jedna z ústredných otázok týkajúcich sa kvázarov nemusí byť správne vyriešená.
Otázka je skutočne mnohonásobná: sú tieto extrémne jasné AGN poháňané miernym narastaním na extrémne veľké čierne diery? Alebo sú poháňané extrémnym narastaním na miernejšie čierne diery? Alebo sa možno deje niečo iné. Sú poháňané hostiteľskou galaxiou, ktorá prechádza z galaxie tvoriacej hviezdu na niečo pokojnejšie ako eliptická galaxia? Ignorovaním alebo vynechaním kvázarov, ktoré sú ťažko viditeľné, je ťažké nájsť akékoľvek odpovede.
Tím astronómov sa pozrel na 28 AGN, ktoré boli blízko a medzi najsvetlejšími. Väčšina z nich sa náhodou nachádzala v eliptických galaxiách. Jediným kritériom pre ich výber bola intenzívna aktivita v ich jadrách. Ich rádiové emisie dosahujú desaťtisíce faktorov a ich hmotnosti tiež pokrývajú široký rozsah. Astronómovia chceli zistiť, či tieto jasné AGN mali nejaké ďalšie charakteristické vlastnosti, ktoré by ich odlišovali od AGN s nižšou svietivosťou.
Čo našli?
V tejto štúdii sú niektoré zaujímavé a prekvapujúce výsledky. Zdá sa, že niektoré z výsledkov súhlasia s inými štúdiami, zatiaľ čo iné sú proti zrnu.
- Tím nemá vo svojej štúdii obrázky pre všetky hostiteľské galaxie, ale tie, pre ktoré majú obrázky, sú všetky eliptické galaxie alebo prinajmenšom vyduté morfológie. To je v rozpore s inými štúdiami kvasarov s nižšou svietivosťou a tiež s očakávaním, že aspoň niektoré z 28 hostiteľských galaxií budú špirály.
- Hostiteľské galaxie pokrývajú dosť širokú škálu hmôt s koncentráciou relatívne vysokých hmôt. Tieto vyššie hmotnosti a vysoké svietivosti sa časovo zhodujú s transformáciou aktívnych hviezd formujúcich galaxií na pokojnejšie sféroidné galaxie.
- V 28 vybraných AGN existuje veľká rôznorodosť rádiových emisií, čo znamená, že neexistujú „jasné a spoľahlivé definičné charakteristiky pre náš typ zdrojov“, ako sa uvádza v ich záveroch.
- Rozsah rôntgenovej svietivosti a hmotnosti čiernych dier nemôže zodpovedať za široký rozsah svietivosti rádiových vĺn.
- Najsvetelnejšie a nejasnejšie zdroje vo vzorke nie sú napájané buď čiernymi dierami s nízkou hmotnosťou s vysokou mierou narastania alebo veľkými čiernymi dierami s nízkou hmotnosťou.
V závere svojej práce autori sumarizujú svoje zistenia a zdá sa, že zatiaľ nie je jasné vysvetlenie týchto najsvetlejších kvázarov, ktoré žiaria biliónom hviezd.
„Zistili sme, že ako skupina naša vzorka niektorých najviac žiarivých zatemnených AGN v BASS / DR1 nevykazuje žiadne výrazné vlastnosti, pokiaľ ide o ich hmotnosti čiernych dier, Eddingtonove pomery a / alebo hviezdne masy ich hostiteľských galaxií. "
Poukazujú tiež na to, že hostiteľské galaxie sú väčšinou všetky eliptické, to je prekvapivý nález. Ak toto zistenie dokážu potvrdiť aj iní vedci, „... môže to poskytnúť nepriamy dôkaz na podporu populárnej myšlienky, že epochy intenzívneho rastu SMBH sú spojené s transformáciou galaxií z (hviezdicovo formujúcich) diskov na (utlmené) eliptikály ( tj prostredníctvom významných fúzií). “
Za touto štúdiou stojí 21 výskumných pracovníkov v inštitúciách vrátane Harvardského a Smithsonovského centra pre astrofyziku, Tel-Avivskej univerzity, Kjótskej univerzity, JPL, námorného observatória, ESO a mnohých ďalších. Údaje pre ich štúdiu pochádzajú zo 70 mesačného prieskumu Swift / BAT all-sky as pozorovaniami pomocou observatórií Keck, VLT a Palomar. Štúdia je nazvaná „Spektroskopický prieskum BAT AGN - XIII. Povaha najsvetlejšej nejasnej AGN vo vesmíre s nízkym červeným posunom. “ Je uverejnená v mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti.
Viac:
- Tlačová správa: Povaha zakrytých aktívnych galaktických jadier
- Výskumný článok: Spektroskopický prieskum BAT AGN - XIII. Povaha najsvetlejšej nejasnej AGN vo vesmíre s nízkym červeným posunom
- Časopis Space: Ako môžu čierne diery žiariť?
