Kvasaarit ovat eräitä maailmankaikkeuden kirkkaimmista esineistä. Kirkkaimmat ovat niin valoisat, että ne ylittävät biljoonaa tähteä. Mutta miksi? Ja mitä heidän kirkkaudensa kertoo meille niitä isännöivistä galakseista?
Yrittääksesi vastata tähän kysymykseen, ryhmä tähtitieteilijöitä tarkasteli vielä kerran 28 kirkkainta ja lähintä kvasaria. Mutta ymmärtääksemme heidän töitään, meidän on jäljitettävä hiukan taaksepäin aloittaen supermassiivisista mustista reikistä.
Supermassiivinen musta aukko (SMBH) on musta aukko, jossa on yli miljoona aurinkoa. Ne voivat olla myös paljon suurempia; jopa miljardeja aurinkomassoja. Yksi näistä entiteeteistä sijaitsee useimpien galaksien keskellä, pois lukien kääpiögalaksit ja vastaavat.
Ne ovat seurausta massiivisen tähden painovoiman romahtamisesta, ja ne vievät pallon muotoisen palatin, josta mitään, edes valoa, ei voi paeta.
Linnunradalla on yksi näistä SMBH: sta. Sitä kutsutaan Jousimies A-tähdeksi (Sgr A *) ja se on noin 2,6 miljoonaa aurinkoa. Mutta Sgr A * on melko rauhallinen SMBH: lle. Muut SMBH: t ovat paljon aktiivisempia, ja niitä kutsutaan aktiivisiksi galaktisiksi ytimiksi (AGN.)
AGN: ssä musta reikä kerää aktiivisesti asiaa, muodostaen kaasun toruksen, joka kuumenee. Tällöin kaasu emittoi sähkömagneettista säteilyä, jonka voimme nähdä. AGN: t voivat emittoida säteilyä koko sähkömagneettisella spektrillä.
AGN-luokkia on alaluokkia, ja uusi tutkimus keskittyi yhteen näistä alaluokista, nimeltään kvasareja. Kvaari on tehokkain AGN-tyyppi, ja ne voivat loistaa biljoonan auringon valolla. Mutta osa näistä kvasareista on piilotettu oman toruksensa taakse, mikä estää näkölinjamme. Kvasaaritutkimuksissa nämä jätetään huomioimatta tai jätetään pois, koska niitä on vaikea nähdä.
Mutta se aiheuttaa ongelman, koska niiden jättäminen kvaasarien joukosta tarkoittaa, että meistä saattaa puuttua jotain. Se tarkoittaa myös, että yhtä kvaasarien ympärillä olevista keskeisistä kysymyksistä ei ehkä käsitellä kunnolla.
Kysymys on todella monitahoinen: toimivatko nämä erittäin kirkkaat AGN: t kohtuullisella lisäyksellä erittäin massiivisiin mustiin reikiin? Vai syötetäänkö ne äärimmäisellä lisäyksellä maltillisempaan massaan mustiin reikiin? Tai ehkä jotain muuta on meneillään. Onko niiden voima isäntägalaksi, joka siirtyy tähtiä muodostavasta galaksista jotain enemmän sedaatiota, kuten elliptinen galaksi? Huomiotta jättämättä tai jättämättä vaikeasti havaittavissa olevia kvaasareja se tekee vastausten löytämisen vaikeaksi.
Joukkue tähtitieteilijöitä katsoi 28 AGN: ää, jotka olivat sekä lähellä että valoisimpia. Suurin osa heistä tapahtui elliptisissä galakseissa. Ainoat kriteerit heidän valinnalleen olivat intensiivinen aktiivisuus ytimissä. Niiden radiopäästöjen mittakertoimet ovat kymmeniä tuhansia, ja niiden massat kattavat myös laajan alueen. Tähtitieteilijät halusivat selvittää, onko näillä kirkkaalla AGN: llä muita erityisiä ominaisuuksia, jotka erottaisivat heikommasta AGN: stä heikomman valoisuuden.
Mitä he löysivät?
He ovat joitain kiehtovia ja yllättäviä tuloksia tässä tutkimuksessa. Jotkut tuloksista näyttävät olevan yhdenmukaisia muiden tutkimusten kanssa, kun taas jotkut tulokset ovat viljan vastaisia.
- Ryhmällä ei ole kuvia kaikista isäntägalakseista tutkimuksessaan, mutta ne, joihin heillä on kuvia, ovat kaikki elliptisiä galakseja tai ainakin pullistumien hallitsevia morfologioita. Tämä on ristiriidassa muiden pienikokoisempien kvasaarien tutkimusten kanssa ja myös sen odotuksen kanssa, että ainakin jotkut 28 isäntägalaksista olisivat spiraalit.
- Isäntägalaksit kattavat melko suuren joukon massoja, joiden pitoisuudet ovat suhteellisen korkeat. Nämä korkeammat massat ja suuret vaaleudet vastaavat aktiivisten tähtiä muodostavien galaksien muuttumista hiljaisempiin, pallomaisina galakseihin.
- Radiotaajuuksien päästöt vaihtelevat suuresti 28 valitussa AGN: ssä, mikä tarkoittaa, että meillä ei ole "selkeitä ja vankkoja määrittelyominaisuuksia lähdetyypeillemme", kuten he toteavat päätelmissään.
- Röntgenvalon ja mustien aukkojen massan vaihteluväli ei voi kattaa laajaa radioaallon valoisuusaluetta.
- Näytteen valoisimpia ja hämärtyneimpiä lähteitä ei saa virtansa joko pienen massan mustilla reikillä, joilla on korkea neulanopeus, tai suurilla massa mustilla reikillä, joilla on alhaisempi imeytymisaste.
Artikkelinsa lopussa kirjoittajat tekevät tiivistelmän havainnoistaan ja näyttää siltä, että ainakin toistaiseksi ei ole selkeää selitystä kvasaarien valoisimmalle kvasarille, jotka loistavat triljoonan tähden valossa.
”Huomaamme, että ryhmällämme näytöllä joistakin BASS / DR1: n valaistuneimmista hämärtyneistä AGN-tuotteista ei ole erityisiä ominaisuuksia suhteessa isäntägalaksejen mustien aukkojen massoihin, Eddington-suhteisiin ja / tai tähtimassoihin. ”
He huomauttavat myös, että isäntägalaktit ovat enimmäkseen kaikki elliptisiä, yllättävä löytö. Jos muut tutkijat voivat vahvistaa tämän havainnon, ”… se voi antaa epäsuoraa näyttöä suositun ajatuksen tueksi, että voimakkaan SMBH-kasvun aikakaudet liittyvät galaksien muuttumiseen (tähtiä muodostavista) levyistä (sammutettuihin) elliptisiin ( eli suurten fuusioiden kautta). ”
Tämän tutkimuksen takana on 21 tutkijaa, esimerkiksi Harvardin ja Smithsonianin astrofysiikan keskuksissa, Tel-Avivin yliopistossa, Kioton yliopistossa, JPL: ssä, merivoimien seurantakeskuksessa, ESOssa ja monissa muissa. Heidän tutkimuksensa tiedot ovat peräisin 70 kuukauden Swift / BAT -pilven tutkimuksesta ja havainnoinneilla Keckin, VLT: n ja Palomarin observatorioilla. Tutkimuksen otsikko on ”BAT AGN -spektroskopinen tutkimus - XIII. Heikoimmin hämärtyneen AGN: n luonne matalan punaisen siirtymän universumissa. " Se julkaistaan kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kuukausitiedoissa.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Piilotettujen aktiivisten galaktisten ydinten luonne
- Tutkimusaineisto: BAT AGN -spektroskopinen tutkimus - XIII. Heikoimmin hämärtyneen AGN: n luonne matalan punaisen siirtymän universumissa
- Space Magazine: Kuinka mustat reiät voivat paistaa?
