Kvazarji so nekateri najsvetlejši predmeti v vesolju. Najsvetlejši so tako sijoči, da zasenčijo trilijone zvezd. Ampak zakaj? In kaj nam pove njihova svetlost o galaksijah, ki jih gostijo?
Da bi poskusili odgovoriti na to vprašanje, je skupina astronomov še enkrat pogledala 28 najsvetlejših in najbližjih kvazarjev. Toda da bi razumeli njihovo delo, moramo nekoliko slediti, začenši s supermasivnimi črnimi luknjami.
Supermasivna črna luknja (SMBH) je črna luknja z več kot milijonom sončnih mas. Lahko so tudi veliko večje od tega; do milijard sončnih mas. Ena od teh entitet prebiva v središču večine galaksij, razen pritlikavih galaksij in podobno.
So posledica gravitacijskega kolapsa ogromne zvezde in zasedajo kroglasti kos prostora, iz katerega ne more uiti nič, niti svetloba.
Mlečna pot ima eno od teh SMBH. Imenujejo ga A-star Strelec (Sgr A *) in ima približno 2,6 milijona sončnih mas. Toda Sgr A * je precej miren za SMBH. Druge SMBH so veliko bolj aktivne in jih imenujemo aktivna galaktična jedra (AGN.)
V AGN-ju črna luknja aktivno kopiči materijo in tvori tok plina, ki se segreje. Ko to počne, plin oddaja elektromagnetno sevanje, kar lahko vidimo. AGN lahko oddajajo sevanje po vsem elektromagnetnem spektru.
Obstajajo podklasi AGN-jev, nova študija pa se je osredotočila na enega izmed tistih podrazredov, imenovanih kvazarji. Kvazar je najmočnejša vrsta AGN, zasijejo pa lahko s svetlobo trilijona sonca. Toda nekateri od teh kvazarjev se skrivajo za lastnim torom, ki blokira naš vidni vid. V študijah kvazarjev te ignoriramo ali izpustimo, ker jih je težko opaziti.
Toda to ustvarja težavo, saj izpustitev iz populacije kvazarjev morda nekaj pogrešamo. Pomeni tudi, da se eno osrednjih vprašanj okrog kvazarjev morda ne bo ustrezno lotilo.
Vprašanje je resnično večplastno: ali so ti izredno svetli AGN, ki jih poganja zmerno povečanje na izjemno masivne črne luknje? Ali pa jih poganja ekstremno povečanje v bolj zmerne črne luknje? Ali pa se morda dogaja kaj drugega. Ali jih poganja gostiteljska galaksija, ki prehaja iz galaksije, ki tvori zvezde, v nekaj bolj umirjenega, kot eliptična galaksija? Z ignoriranjem ali izpuščanjem kvazarjev, ki jih je težko videti, otežuje iskanje kakršnih koli odgovorov.
Ekipa astronomov si je ogledala 28 AGN, ki so bili v bližini in med najbolj svetlečimi. Večina jih je bila v eliptičnih galaksijah. Edino merilo za njihovo izbiro je bila intenzivna aktivnost v njihovih jedrih. Njihove radijske emisije obsegajo več deset tisoč dejavnikov, njihova masa pa zajema tudi širok razpon. Astronomi so želeli ugotoviti, ali ima ta svetel AGN kakšne druge značilne lastnosti, ki bi jih ločevale od manjše svetlobnosti, zakritene z AGN.
Kaj so našli?
To je nekaj intrigantnih in presenetljivih rezultatov te študije. Zdi se, da se nekateri rezultati strinjajo z drugimi raziskavami, nekateri pa proti zrnu.
- Skupina v svoji študiji nima slik za vse gostiteljske galaksije, toda tiste, za katere imajo slike, so vse eliptične galaksije ali vsaj morfologije, ki prevladujejo z izboklinami. To je v nasprotju z drugimi raziskavami kvazarjev nižje svetilnosti in tudi s pričakovanjem, da bodo vsaj nekatere od 28 gostiteljskih galaksij spiral.
- Gostiteljske galaksije obsegajo precej širok razpon mas s koncentracijo sorazmerno velikih mas. Te višje mase in velike svetilnosti sovpadajo s pretvorbo aktivnih zvezd, ki tvorijo zvezde, v bolj umirjene, sferične galaksije.
- V 28 izbranih AGN je veliko razlik v radijskih emisijah, kar pomeni, da ni nobenih "jasnih in zanesljivih opredeljevalnih značilnosti za naš tip virov", kot pravijo v zaključku.
- Razpon svetilnosti z rentgenskimi žarki in črnimi luknjami ne more vplivati na širok razpon svetilnosti radijskih valov.
- Največ svetlobnih in zakritih virov v vzorcu ne poganjajo niti črne luknje z majhno maso z visokimi stopnjami akumulacije, bodisi velike črne luknje z manjšimi masami.
V zaključku svojega prispevka avtorji povzamejo svoje ugotovitve in zdi se, da za zdaj vsaj ne obstaja jasna razlaga za te najsvetlejše kvazarje, ki sijejo s svetlobo trilijona zvezd.
„Kot skupina ugotavljamo, da naš vzorec nekaterih najsvetlejših zakritih AGN v BASS / DR1 ne kaže nobenih značilnih lastnosti glede na njihove mase črne luknje, razmerja Eddingtona in / ali zvezdne mase njihovih gostiteljskih galaksij. ”
Poudarjajo tudi, da so gostiteljske galaksije večinoma vse eliptične, presenetljiva ugotovitev. Če lahko to ugotovitev podkrepijo tudi drugi raziskovalci, "... lahko daje nekaj posrednih dokazov v podporo priljubljeni ideji, da so epohe intenzivne rasti SMBH povezane s preobrazbo galaksij iz (nastajajočih zvezd) diskov v (ugasnjene) eliptične ( z večjimi združitvami). "
Za to raziskavo stoji 21 raziskovalcev na institucijah, vključno s Harvard in Smithsonian Centrom za astrofiziko, Univerzo v Tel-Avivu, Kyoto University, JPL, Naval Observatory, ESO in številnimi drugimi. Podatki za njihovo študijo izvirajo iz 70-mesečne raziskave po celem nebu Swift / BAT in z opazovanji z opazovalnicami Keck, VLT in Palomar. Študija nosi naslov „BAT AGN Spectroscopic Survey - XIII. Narava najsvetlejšega zakritega AGN v vesolju z nizkim rdečim premikom. " Objavljeno je v Mesečnih obvestilih Royal Astronomical Society.
Več:
- Sporočilo za javnost: Narava zakritih aktivnih galaktičnih jeder
- Raziskovalni članek: Spektroskopska raziskava BAT AGN - XIII. Narava najsvetlejšega zakritega AGN v vesolju z nizkim rdečim premikom
- Vesoljski časopis: Kako lahko svetijo črne luknje?
