a kvazár szó a kvázi-csillag rádióforrást jelenti. A kvazárok azért kapták ezt a nevet, mert csillagszerűnek tűntek, amikor a csillagászok először észrevették őket az 1950-es évek végén és a 60-as évek elején. Ma fiatal galaxisoknak nevezik őket, amelyek hatalmas távolságra vannak tőlünk, számuk a látható univerzum széle felé növekszik. Hogy lehetnek ilyen messze, mégis láthatóak? A válasz az, hogy a kvazárok rendkívül fényesek, akár 1000-szer fényesebbek, mint a Tejútrendszerünk. Ezért tudjuk, hogy nagyon aktívak, megdöbbentő mennyiségű sugárzást bocsátanak ki a teljes elektromágneses spektrumban.
mivel messze vannak, úgy látjuk ezeket a tárgyakat, mint amilyenek akkor voltak, amikor az univerzumunk fiatal volt. A legrégebbi kvazár jelenleg a J0313-1806. A távolságát 13,03 milliárd fényévnek mérték, ezért úgy látjuk, hogy csak 670 millió évvel volt az ősrobbanás után.
mi történt abban az időben az univerzumunkban, hogy a kvazárok olyan elképesztően fényesek legyenek?
a csillagászok most úgy vélik, hogy a kvazárok a galaxisok rendkívül fényes központjai. Több évtizedes intenzív tanulmányozás után van egy másik kifejezés ezekre az objektumokra: a kvazár egyfajta aktív galaktikus mag, vagy AGN. Valójában sokféle AGN létezik, mindegyiknek megvan a maga meséje. Úgy gondolják, hogy az AGN által kibocsátott intenzív sugárzást egy szupermasszív fekete lyuk táplálja a közepén. A sugárzást akkor bocsátják ki, amikor a fekete lyukat körülvevő akkréciós korong anyagát több millió fokra túlhevítik a korongban lévő por, gáz és más anyag részecskéi által generált intenzív súrlódás, amely számtalanszor ütközik egymással.
az anyag befelé irányuló spirálja egy szupermasszív fekete lyuk akkréciós korongjában – vagyis egy kvazár közepén – a részecskék ütközésének, egymásnak ugrálásának és lendületének elvesztésének eredménye. Ez az anyag a hatalmas gázfelhőkből származott, amelyek főleg molekuláris hidrogénből álltak, amelyek röviddel az ősrobbanás után töltötték meg az univerzumot.
így a kvazárok a korai világegyetemben való elhelyezkedésükhöz hasonlóan hatalmas mennyiségű anyaggal rendelkeztek, amiből táplálkozhattak.
amint a kvazár/fekete lyuk akkréciós korongjában lévő anyag felmelegszik, rádióhullámokat, röntgensugarakat, ultraibolya és látható fényt generál. A kvazár olyan fényessé válik, hogy egész galaxisokat képes túlszárnyalni. De ne feledd … a kvazárok nagyon messze vannak. Olyan messze vannak tőlünk, hogy csak a galaxis aktív magját vagy magját figyeljük meg, amelyben laknak. A galaxisból semmit sem látunk a fényes középpontján kívül. Olyan ez, mintha éjszaka egy távoli autó fényszóróját látnánk: fogalmunk sincs arról, hogy milyen típusú autót nézünk, mivel a fényszórón kívül minden sötétben van.
másrészt vannak olyan galaxisok, amelyek nem minősülnek kvazároknak, de még mindig vannak fényes, aktív központjaik, ahol láthatjuk a galaxis többi részét. Az ilyen típusú AGN-t Seyfert-galaxisnak nevezik a késő csillagász után Carl Keenan Seyfert, aki elsőként azonosította őket.
a Seyfert-galaxisok az univerzum összes galaxisának talán 10% – át teszik ki: nem sorolják őket kvazároknak, mert sokkal fiatalabbak és jól meghatározott szerkezetük van, nem pedig a meglehetősen formátlan és amorf fiatal galaxisok, amelyekről feltételezik, hogy kvazároknak adtak otthont alig néhány száz millió évvel az ősrobbanás után.
de csak vegye figyelembe azt az energiamennyiséget, amely egy tárgy megfelelő megvilágításához szükséges ahhoz, hogy az az univerzum legtávolabbi pontjairól érkező rádióhullámokban láthatóvá váljon, mint egy tengerész, aki képes megpillantani egy távoli világítótornyot egy egész óceánon. A kvazárok akár ezerszer is kibocsáthatják a saját Tejút-galaxisunkban lévő 200 milliárd csillag együttes fényerejének energiáját. Egy tipikus kvazár 27 billiószor fényesebb, mint a napunk! Cserélje le a napot az égen egy kvazárra, és hihetetlen fényessége azonnal megvakítana, ha elég vakmerő lenne ahhoz, hogy közvetlenül megnézze. Ha egy kvazárt a Plútó távolságába helyeznénk, az a Föld összes óceánját elpárologtatná, hogy egy másodperc ötöde alatt gőzöljön.
a csillagászok úgy vélik, hogy a legtöbb, ha nem az összes nagy galaxis fiatalkorában, nem sokkal megalakulásuk után, úgynevezett “kvazárfázison” ment keresztül. Ha igen, akkor a fényesség lecsökkent, amikor elfogyott az anyag, hogy táplálja a szupermasszív fekete lyukakat körülvevő akkréciós lemezt. E korszak után a galaxisok nyugalomba telepedtek, központi fekete lyukaik éheztek az anyagból, hogy táplálkozzanak. A galaxisunk közepén lévő fekete lyukról azonban rövid időre felrobban, miközben az áthaladó anyag kóborol bele, rádióhullámokat és röntgensugarakat bocsát ki. Elképzelhető, hogy egész csillagok szétszakadhatnak és elpusztulhatnak, amikor áthaladnak a fekete lyuk eseményhorizontján, ahonnan nincs visszatérés.
meg kell azonban jegyezni, hogy a galaxisok evolúciójának ismerete – a fiatalos kvazártól a nyugalmi középkorú galaxisig-messze nem teljes. A galaxisok gyakran nyújtanak kivételeket, és példaként nem kell tovább keresnünk a saját Tejútrendszerünket. Most már tudjuk például, hogy 3, 5 millió évvel ezelőtt egy gigantikus robbanás volt, amelyet Seyfert flare néven ismertek galaxisunk közepén. Úgy tűnik, hogy a Tejútrendszer szupernehéz fekete lyukának, a Sagittarius a* – nak a középpontjában állt, amely két hatalmas, túlhevített plazma lebenyt hozott létre, amelyek mintegy 25 000 fényévre nyúlnak ki az északi és a déli galaktikus pólusoktól. Ezeket a hatalmas lebenyeket Fermi-buborékoknak nevezik, és ma gamma-és röntgen hullámhosszon láthatók (nagyon magas frekvenciájú elektromágneses emissziók).
tehát a csillagászok még mindig tanulnak a galaxis evolúciójának sajátosságairól.
valójában a kvazárok története nem volt könnyű út a csillagászok számára. Amikor a kvazárokat először az 1950-es évek végén fedezték fel, a rádióteleszkópokat használó csillagászok csillagszerű tárgyakat láttak, amelyek rádióhullámokat sugároztak (tehát kvázi csillagokból álló rádióobjektumokat), de amelyek nem voltak láthatóak az optikai távcsövekben. A csillagokhoz való hasonlóságuk, fényességük és kis szögátmérőjük érthető módon arra késztette az akkori csillagászokat, hogy azt feltételezzék, hogy a saját galaxisunkban lévő tárgyakat nézik. Az ezekből az objektumokból származó rádióspektrumok vizsgálata azonban azt mutatta, hogy titokzatosabbak, mint bárki várta.
a kvazárok sok korai megfigyelését, köztük a 3c48 és a 3C273, az első két felfedezett kvazár megfigyelését az 1960-as évek elején John Bolton Brit-Ausztrál csillagász végezte. Kollégáival zavarba ejtette az a tény, hogy a kvazárok nem voltak láthatóak az optikai távcsövekben. Meg akarták találni a kvazárok úgynevezett “optikai társait”, vagyis egy kvazárt, amely a szemük számára látható lenne egy távcsőben, nem pedig csak rádióműszerekkel észlelhető.
a csillagászok abban az időben egyszerűen nem tudták, hogy a kvazárok rendkívül távoliak, túl távoliak ahhoz, hogy optikai társaik abban az időben láthatók legyenek a földről, annak ellenére, hogy eredendően ragyogó tárgyak. 1963-ban azonban Allan Sandage és Thomas A. Matthews csillagászok megtalálták, amit kerestek: egy halvány kék csillagnak tűntek egy ismert kvazár helyén. Figyelembe a spektrum, voltak zavarodva: úgy nézett ki, mint semmi, amit valaha látott. Nem tudták, hogy fej vagy írás belőle.
ezután a 200 hüvelykes (5 m) Hale teleszkóp segítségével Bolton és csapata megfigyelhette a 3c273 kvazárt, ahogy elhaladt a Hold mögött. Ezek a megfigyelések lehetővé teszik számukra a spektrumok megszerzését is. A spektrumok ismét furcsának tűntek, felismerhetetlen emissziós vonalakat mutatva. Ezek a vonalak megmondják a csillagászoknak, hogy mely kémiai elemek vannak jelen a vizsgált tárgyban. De a kvazár spektrális vonalai értelmetlenek voltak, mintha olyan elemeket jeleznének, amelyeknek nem kellene jelen lenniük.
Maarten Schmidt csillagász volt az, aki – miután megvizsgálta a kvazárok spektrumában lévő furcsa emissziós vonalakat – azt sugallta, hogy a csillagászok normális emissziós vonalakat láttak, amelyek erősen eltolódtak az elektromágneses spektrum vörös vége felé!
és így megkapták a választ. A vöröseltolódást a kvazár nagy távolsága okozta. Fényét az univerzum tágulása nyújtja hosszú útja során hozzánk a látható kozmosz szélétől.
de ha valóban igaz lenne, hogy a kvazárok olyan messze vannak, mint a látható univerzum széle felé, hogyan tudtak ilyen nagy mennyiségű energiát előállítani? 1964-ben még a fekete lyukak létezéséről is heves vita folyt. Sok tudós volt, aki nem más, mint matematikai furcsaságnak tartotta őket, mert biztosan nem létezhetnek a valódi univerzumban.
tehát a kvazárok természetéről folytatott vita egészen az 1970 – es évekig tombolt, amikor a földi és űrteleszkópok új generációja minden kétséget kizáróan megállapította, hogy a kvazárok valóban hatalmas távolságra fekszenek, hogy fiatal korukban galaxisokat látunk, hogy a kvazár szakasz növekedésük természetes fázisa. Mivel a fekete lyukakat végül is komolyan veszik, a csillagászok végre modellezhetik a kvazárok mögött álló szinte érthetetlen erőmű identitását: a szupermasszív fekete lyukak óriási mennyiségű gázt fogyasztanak és hatalmas mennyiségű energiát sugároznak a spektrumban.
ez a modell megmagyarázza, hogy a kvazárok miért ülnek a látható univerzum széle felé, és miért nem látjuk őket közelebb: mert a kvazárok fiatal galaxisok, amelyeket nem sokkal a korai univerzumban való kialakulásuk után láttak.
a kvazárok és általában az aktív galaktikus atommagok tanulmányozása messzire ment, de sok mindent még mindig nem értünk. Úgy gondolom azonban, hogy a megértés hiányának egy része a képzelet kudarca. Gyakorlatilag lehetetlen megérteni a fekete lyuk hajtóművei által generált energia mennyiségét a kvazárok szívében, azok a szörnyek a sötétben. Ugyanilyen nehéz megérteni, hogy milyen messze vannak tőlünk. De ez aligha a mi hibánk: szegény majomagyunk egyszerűen nincs jól felszerelve az ilyen fogalmak kezelésére.
a kvazárok csak egy példa egy állatra a kozmikus állatkertben, amelyről csak el kell fogadnia a tényeket, ahelyett, hogy megpróbálná megérteni őket.
lényeg: a kvazárok rendkívül fényes és rendkívül távoli objektumok. Úgy gondolják, hogy hatalmas energiatermelésük a fiatal galaxisokban található központi szupermasszív fekete lyuk körüli aktivitásnak köszönhető, a megfigyelhető univerzum szélén.
néhány holdnaptár maradt. Rendelje meg a magáét, mielőtt elmennek!