Tässä maailmassa ei ole mitään muuta kuin kvastetaarisia esineitä tai yksinkertaisemmin - kvaasareja. Nämä ovat maailmankaikkeuden tehokkaimpia ja kaukaisimpia esineitä. Ja nämä voimalat ovat melko kompakteja - noin aurinkokunnan järjestelmämme kokoisia. Ymmärtäminen, miten ne ovat tulleet ja miten - tai jos - ne kehittyvät galakseiksi, jotka ympäröivät meitä tänään, ovat eräitä suuria kysymyksiä, jotka ajavat tähtitieteilijöitä.
Nyt uusi Yue Shenin ja Luis C. Ho: n artikkeli - ”Kvasarien monimuotoisuus yhdistää yhdistelmä ja suuntaus” - lehdessä Nature vahvistaa kuuluisan astrofysiikan Sir Arthur Eddingtonin matemaattisen johdannon merkityksen 20. vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla. Century ymmärtäen ei vain tähtiä, vaan myös kvaasarien ominaisuuksia. Ironista kyllä, Eddington ei uskonut mustien reikien olemassaoloa, mutta nyt hänen johdannaistaan, Eddingtonin valoisuutta, voidaan käyttää luotettavammin kvasaarien tärkeiden ominaisuuksien määrittämiseen laajoissa tilan ja ajan alueilla.
Kvaari tunnustetaan velkovaksi (meaning- asia, joka kuuluu) erittäin massiivinen musta aukko ”aktiivisen galaksin” keskellä. Tunnetuimpia kvaasareja on etäisyyksillä, jotka sijoittavat ne hyvin varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuteen; kauimpana on 13,9 miljardia valovuotta, vain 770 miljoonaa vuotta Ison räjähdyksen jälkeen. Jotenkin kvaasarit ja niitä ympäröivät syntyvät galaksit kehittyivät Space Magazine -lehden läsnä oleviksi galakseiksi. Äärimmäisillä etäisyyksillä ne ovat pistemäisiä, erotettavissa tähdestä paitsi, että niiden valonspektrit eroavat suuresti tähden spektristä. Jotkut olisivat yhtä kirkkaita kuin aurinko, jos ne sijoitettaisiin 33 valovuoden päähän, mikä tarkoittaa, että ne ovat yli biljoona kertaa valoisampia kuin tähtemme.
Eddingtonin kirkkaus määrittelee suurimman mahdollisen tasapainossa olevan tähtivalaistuksen, erityisesti hydrostaattinen tasapaino. Äärimmäisen massiiviset tähdet ja mustat aukot voivat ylittää tämän rajan, mutta tähdet pysyvät stabiilina pitkään ja ovat hydrostaattisessa tasapainossa sisäisten voimiensa - painovoiman - ja ulkoisten sähkömagneettisten voimien välillä. Näin on tähtimme, aurinkoon, muuten se romahtaa tai laajenee, mikä ei kummassakaan tapauksessa olisi tarjonnut vakaata valonlähdettä, joka on ravinut elämää maapallolla miljardeja vuosia.
Yleensä tieteelliset mallit alkavat usein yksinkertaisilta, kuten Bohrin vetyatomin malli, ja myöhemmät havainnot voivat paljastaa monimutkaisuuksia, jotka vaativat selittämään monimutkaisemman teorian, kuten atomin kvanttimekaniikka. Eddingtonin valoisuutta ja suhdetta voitaisiin verrata polttomoottorin lämpötehokkuuden ja puristussuhteen tuntemiseen; tietämällä tällaiset arvot seuraavat muut ominaisuudet.
Nykyään tunnetaan useita muita Eddingtonin valoisuuteen liittyviä tekijöitä, jotka ovat välttämättömiä määriteltäessä nykyään käytetty "muokattu Eddingtonin valoisuus".
Uusi Nature-julkaisu osoittaa, kuinka Eddingtonin valoisuus auttaa ymmärtämään kvasaarien pääsekvenssin vetävää voimaa. Shen ja Ho kutsuvat työstään puuttuvaa lopullista todistusta, joka kvantisoi kvaasariominaisuuksien korrelaation kvasarin Eddington-suhteeseen.
He käyttivät arkistointitutkimuksia paljastaakseen suhteen optisen rauta [Fe] - hapen [O III] - päästöjen voimakkuuden - joka on tiukasti sidoksissa kvasarin keskusmoottorin fysikaalisiin ominaisuuksiin - supermassiivisen mustan aukon ja Eddington-suhteen. . Heidän työnsä tarjoaa tarvittavaa luottamusta ja korrelaatioita, joita tarvitaan eteenpäin ymmärtämisessämme kvasareista ja heidän suhteistaan galaksien evoluutioon varhaisissa maailmankaikkeuksissa ja nykyiseen aikakauteen asti.
Tähtitieteilijät ovat tutkineet kvartaareja vähän yli 50 vuotta. Vuodesta 1960 lähtien kvaasarietsinnät alkoivat kertyä, mutta vain radioteleskooppitarkkailujen avulla. Sitten suoritettiin erittäin tarkka Quasar 3C 273: n radioteleskooppimittaus käyttämällä Lunar-okkultaatiota. Tämän kanssa kädessä tri Maarten Schmidt Kalifornian teknillisestä instituutista pystyi tunnistamaan esineen näkyvässä valossa 200 tuuman Palomar-kaukoputken avulla. Tarkastelemalla omituisia spektriviivoja sen valossa, Schmidt päätyi oikeaan johtopäätökseen, että kvaasarispektrit osoittavat äärimmäisen punasiirtymää ja johtuivat kosmologisista vaikutuksista. Kvasarien kosmologinen punasiirtymä tarkoitti, että ne ovat suurella etäisyydellä meistä tilassa ja ajassa. Se myös ilmaisi maailmankaikkeuden vakaan tilan teorian lakkaamisen ja antoi edelleen tukea laajenevalle maailmankaikkeudelle, joka syntyi singulaarisuudesta - Big Bang.
Tutkijat Yue Shen ja Luis C. Ho ovat Pekingin yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista, joka työskentelee Carnegie Observatoriesin kanssa Pasadena, Kalifornia.
Viitteet ja lisälukemat:
”Kvasaarien monimuotoisuus, jota yhdistää kiinnitys ja suuntautuminen”, Yue Shen, Luis C. Ho, 11. syyskuuta 2014, luonto
“Mikä on kvaasari?”, Space Magazine, Fraser Cain, 12. elokuuta 2013
”Haastattelu Maarten Schmidtin kanssa”, Caltech Oral Histories, 1999
”Viisikymmentä vuotta kvasaareja, symposium Maarten Schmidtin kunniaksi”, Caltech, 9. syyskuuta 2013
