słowo Kwazar oznacza quasi-Gwiezdne źródło radiowe. Kwazary otrzymały tę nazwę, ponieważ wyglądały jak gwiazdy, kiedy astronomowie zaczęli je zauważać na przełomie lat 50. i 60., ale kwazary nie są gwiazdami. Są teraz znane jako Młode galaktyki, znajdujące się w ogromnych odległościach od nas, a ich liczba rośnie w kierunku krawędzi widzialnego wszechświata. Jak mogą być tak daleko, a jednocześnie nadal widoczne? Odpowiedź jest taka, że kwazary są niezwykle jasne, do 1000 razy jaśniejsze niż nasza Galaktyka Drogi Mlecznej. Wiemy więc, że są bardzo aktywne, emitując ogromne ilości promieniowania w całym spektrum elektromagnetycznym.
ponieważ są daleko, widzimy te obiekty takie, jakie były, gdy nasz wszechświat był młody. Najstarszy obecnie Kwazar to J0313-1806. Jej odległość została zmierzona jako 13,03 miliarda lat świetlnych, a zatem widzimy ją jako zaledwie 670 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
co się wtedy działo w naszym wszechświecie, że kwazary były tak zadziwiająco jasne?
astronomowie uważają, że kwazary są niezwykle świetlistymi centrami galaktyk w ich niemowlęctwie. Po dziesięcioleciach intensywnych badań, mamy inne określenie dla tych obiektów: Kwazar jest rodzajem aktywnego jądra galaktyki, lub AGN. W rzeczywistości istnieje wiele różnych rodzajów AGN, każdy z własną historią do opowiedzenia. Uważa się, że intensywne promieniowanie emitowane przez AGN jest zasilane przez supermasywną czarną dziurę w jej centrum. Promieniowanie jest emitowane, gdy materiał w Dysku akrecyjnym otaczającym czarną dziurę jest przegrzany do milionów stopni przez intensywne tarcie generowane przez cząstki pyłu, gazu i innej materii w Dysku zderzające się niezliczoną ilość razy ze sobą.
wewnętrzna spirala materii w Dysku akrecyjnym supermasywnej czarnej dziury – to jest w centrum kwazaru – jest wynikiem zderzenia cząstek i odbicia się od siebie i utraty pędu. Materiał ten pochodził z ogromnych obłoków gazu, składających się głównie z wodoru cząsteczkowego, które wypełniły wszechświat w erze krótko po Wielkim Wybuchu.
tak więc, usytuowani tak jak we wczesnym Wszechświecie, kwazary miały ogromny zapas materii, na której mogły się pożywić.
gdy materia w Dysku akrecyjnym kwazara/czarnej dziury nagrzewa się, generuje fale radiowe, promienie rentgenowskie, ultrafiolet i światło widzialne. Kwazar staje się tak jasny, że jest w stanie przyćmić całe galaktyki. Ale pamiętaj … kwazary są bardzo daleko. Są tak daleko od nas, że obserwujemy tylko aktywne jądro lub jądro galaktyki, w której przebywają. Nie widzimy niczego poza jasnym centrum galaktyki. To jak widok odległego reflektora samochodu w nocy: nie masz pojęcia, na jaki typ samochodu patrzysz, ponieważ wszystko oprócz reflektora jest w ciemności.
z drugiej strony, istnieją galaktyki, które nie są klasyfikowane jako kwazary, ale które nadal mają jasne, aktywne Centra, w których możemy zobaczyć resztę galaktyki. Przykładem tego typu galaktyk jest galaktyka Seyferta, nazwana na cześć zmarłego astronoma Carla Keenana Seyferta, który jako pierwszy je zidentyfikował.
galaktyki Seyferta stanowią prawdopodobnie 10% wszystkich galaktyk we wszechświecie: nie są klasyfikowane jako kwazary, ponieważ są znacznie młodsze i mają dobrze zdefiniowane struktury, a nie raczej bezkształtne i amorficzne Młode galaktyki, które przypuszczalnie gościły kwazary już kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.
ale po prostu weź pod uwagę ilość energii potrzebnej do oświetlenia obiektu na tyle, aby był widoczny w falach radiowych z najdalszych zakątków wszechświata, jak marynarz, który jest w stanie dostrzec odległą latarnię morską przez cały ocean. Kwazary mogą emitować do tysiąca razy więcej energii niż łączna jasność około 200 miliardów gwiazd w naszej galaktyce Drogi Mlecznej. Typowy Kwazar jest 27 bilionów razy jaśniejszy od naszego Słońca! Zastąp słońce na niebie kwazarem, a jego niesamowita jasność oślepiłaby cię natychmiast, gdybyś był na tyle ryzykowny, by spojrzeć na nie bezpośrednio. Gdyby umieścić Kwazar w odległości Plutona, odparowałby wszystkie ziemskie oceany i parował w ciągu jednej piątej sekundy.
astronomowie uważają, że większość, jeśli nie wszystkie, dużych galaktyk przeszła w młodości tak zwaną „fazę kwazarową”, wkrótce po ich uformowaniu. Jeśli tak, opadły w jasności, gdy zabrakło im materii, aby zasilić dysk akrecyjny otaczający ich supermasywne czarne dziury. Po tej epoce galaktyki zapadły w stan spoczynku, a ich Centralne czarne dziury wygłodzone zostały z materiału, na którym mogły się pożywić. Czarna dziura w centrum naszej własnej galaktyki rozbłysła jednak na krótko, gdy przechodzący do niej materiał zabłąkał, uwalniając fale radiowe i promienie rentgenowskie. Można sobie wyobrazić, że całe gwiazdy mogą zostać rozerwane na strzępy i pochłonięte, gdy przecinają horyzont zdarzeń czarnej dziury, punkt bez powrotu.
trzeba jednak podkreślić, że nasza wiedza o ewolucji galaktyk-od kwazara młodzieńczego do spoczynkowej galaktyki w średnim wieku – jest daleka od ukończenia. Galaktyki często dają nam wyjątki i jako przykład nie musimy szukać dalej niż nasza Droga Mleczna. Wiemy na przykład, że 3,5 miliona lat temu w centrum naszej galaktyki doszło do gigantycznej eksplozji znanej jako rozbłysk Seyferta. Najwyraźniej skupiła się na Sagittarius A*, supermasywnej czarnej dziurze Drogi Mlecznej, wytwarzającej dwa ogromne płaty przegrzanej plazmy rozciągające się około 25 000 lat świetlnych od północnych i południowych biegunów galaktyki. Te ogromne płaty nazywane są bańkami Fermiego i są widoczne dziś w długościach fal gamma i rentgenowskich (emisja elektromagnetyczna o bardzo wysokiej częstotliwości).
tak więc astronomowie wciąż poznają specyfikę ewolucji galaktyk.
rzeczywiście, historia kwazarów nie była łatwą drogą dla astronomów. Kiedy kwazary zostały odkryte pod koniec lat 50.XX wieku, astronomowie korzystający z radioteleskopów widzieli gwiazdy, które emitowały fale radiowe (stąd quasi-Gwiezdne obiekty radiowe), ale które nie były widoczne w teleskopach optycznych. Ich podobieństwo do gwiazd, ich jasność i małe średnice kątowe skłoniły ówczesnych astronomów do założenia, że obserwują obiekty w naszej galaktyce. Jednak badania widma radiowego z tych obiektów wykazały, że są bardziej tajemnicze niż ktokolwiek się spodziewał.
wiele wczesnych obserwacji kwazarów, w tym 3C48 i 3c273, pierwszych dwóch odkrytych kwazarów, zostało dokonanych na początku lat 60.przez brytyjsko-australijskiego astronoma Johna Boltona. On i jego koledzy byli zaskoczeni faktem, że kwazary nie były widoczne w teleskopach optycznych. Chcieli znaleźć kwazary tak zwane „odpowiedniki optyczne”, to znaczy Kwazar, który byłby widoczny dla ich oczu w teleskopie, a nie tylko wykrywalny za pomocą instrumentów radiowych.
astronomowie po prostu nie wiedzieli w tamtym czasie, że kwazary są bardzo odległe, zbyt odległe, aby ich optyczne odpowiedniki były widoczne z ziemi w tym czasie, pomimo tego, że są z natury świetlistymi obiektami. Ale w 1963 roku astronomowie Allan Sandage i Thomas A. Matthews znaleźli to, czego szukali: coś, co wydawało się być słabą, niebieską gwiazdą w miejscu znanego kwazara. Biorąc jego spektrum, byli zakłopotani: wyglądało to jak nic, czego nigdy wcześniej nie widzieli. Nie mogli się z tego wywnioskować.
następnie, używając 200-calowego (5-metrowego) teleskopu Hale ’ a, Bolton i jego zespół byli w stanie obserwować Kwazar 3C273 przechodzący za księżycem. Obserwacje te pozwalają im również uzyskać widma. I znowu widmo wyglądało dziwnie, pokazując nierozpoznawalne linie emisyjne. Linie te informują astronomów, które pierwiastki chemiczne są obecne w badanym obiekcie. Ale linie widmowe kwazara były bezsensowne, zdawały się wskazywać elementy, które nie powinny być obecne.
to astronom Maarten Schmidt – po zbadaniu dziwnych linii emisyjnych w widmach kwazarów – zasugerował, że astronomowie widzieli normalne linie emisyjne, które były mocno przesunięte w kierunku czerwonego końca widma elektromagnetycznego!
i tak mieli swoją odpowiedź. Przesunięcie ku czerwieni było spowodowane dużą odległością kwazaru. Jego światło jest rozciągane przez ekspansję wszechświata podczas jego długiej podróży do nas z krawędzi widzialnego kosmosu.
ale gdyby prawdą było, że kwazary znajdowały się tak daleko, jak w kierunku krawędzi widzialnego wszechświata, jak mogły wytworzyć tak duże ilości energii? Jeszcze w 1964 roku, nawet istnienie czarnych dziur było gorąco dyskutowane. Było wielu naukowców, którzy uważali ich za nic więcej niż matematycznych dziwaków, ponieważ z pewnością nie mogli istnieć w prawdziwym wszechświecie.
tak więc debata na temat natury kwazarów trwała aż do lat 70., kiedy nowa generacja teleskopów ziemskich i kosmicznych ustaliła ponad wszelką wątpliwość, że kwazary rzeczywiście leżą na ogromnych odległościach, że widzimy galaktyki, gdy były młode, że Stadium kwazarów jest naturalną fazą ich wzrostu. Gdy czarne dziury wreszcie zostały potraktowane poważnie, astronomowie mogli wreszcie modelować tożsamość niemal niezrozumiałej potęgi stojącej za kwazarami: supermasywne czarne dziury pochłaniają ogromne ilości gazu i emitują ogromne ilości energii w całym spektrum.
ten model wyjaśnia, dlaczego kwazary leżą na skraju widzialnego wszechświata i dlaczego nie widzimy ich bliżej: ponieważ kwazary są młodymi galaktykami, widzianymi niedługo po ich powstaniu we wczesnym Wszechświecie.
badania nad kwazarami i aktywnymi jądrami galaktycznymi w ogóle zaszły daleko, ale wciąż nie rozumiemy wielu rzeczy. Wierzę jednak, że częścią naszego braku zrozumienia jest porażka wyobraźni. Praktycznie niemożliwe jest zrozumienie ilości energii generowanej przez silniki czarnej dziury w sercach kwazarów, tych potworów w ciemności. Równie trudno jest docenić, jak daleko są od nas. Ale to nie jest nasza wina: nasze biedne małpie mózgi nie są po prostu dobrze wyposażone do radzenia sobie z takimi pojęciami.
kwazary to tylko jeden przykład zwierzęcia w kosmicznym zoo, o którym trzeba tylko zaakceptować fakty, a nie próbować je zrozumieć.
Podsumowując: kwazary są niezwykle jasnymi i bardzo odległymi obiektami. Uważa się, że ich ogromna energia wynika z aktywności wokół centralnej supermasywnej czarnej dziury w młodych galaktykach, w pobliżu krawędzi obserwowalnego wszechświata.
zostało kilka kalendarzy księżycowych. Zamów swoje zanim znikną!