cuvântul quasar înseamnă Sursă radio cvasi-stelară. Quasarii au primit acest nume pentru că arătau ca niște stele atunci când astronomii au început să le observe la sfârșitul anilor 1950 și începutul anilor 60. dar quasarii nu sunt Stele. Acum sunt cunoscute sub numele de galaxii tinere, situate la distanțe mari de noi, cu numărul lor crescând spre marginea universului vizibil. Cum pot fi atât de departe și totuși vizibile? Răspunsul este că quasarii sunt extrem de strălucitori, de până la 1.000 de ori mai strălucitori decât galaxia noastră Calea Lactee. Știm, prin urmare, că sunt foarte activi, emit cantități uluitoare de radiații în întregul spectru electromagnetic.
pentru că sunt departe, vedem aceste obiecte așa cum erau când universul nostru era tânăr. Cel mai vechi quasar, în prezent, este J0313-1806. Distanța Sa a fost măsurată la 13,03 miliarde de ani-lumină și, prin urmare, o vedem așa cum a fost la doar 670 de milioane de ani după Big Bang.
ce se întâmpla în universul nostru în acel moment pentru a face quasarii atât de uluitor de strălucitori?
Astronomii cred acum că quasarii sunt centrele extrem de luminoase ale galaxiilor în fază incipientă. După decenii de studiu intens, avem un alt termen pentru aceste obiecte: un quasar este un tip de nucleu galactic activ sau AGN. Există de fapt multe tipuri diferite de AGN-uri, fiecare cu propria poveste de spus. Se crede că radiația intensă eliberată de un AGN este alimentată de o gaură neagră supermasivă din centrul său. Radiația este emisă atunci când materialul din discul de acumulare care înconjoară gaura neagră este supraîncălzit la milioane de grade de frecarea intensă generată de particulele de praf, gaz și alte materii din disc care se ciocnesc de nenumărate ori între ele.
spirala interioară a materiei dintr – un disc de acumulare al unei găuri negre supermasive – adică în centrul unui quasar-este rezultatul coliziunii particulelor și al lovirii între ele și al pierderii impulsului. Acest material provenea din norii enormi de gaz, constând în principal din hidrogen molecular, care au umplut universul în epocă la scurt timp după Big Bang.
astfel, poziționate așa cum erau în universul timpuriu, quasarii aveau o vastă cantitate de materie cu care să se hrănească.
pe măsură ce materia dintr-un quasar/discul de acumulare al găurii negre se încălzește, acesta generează unde radio, raze X, ultraviolete și lumină vizibilă. Quasarul devine atât de strălucitor încât este capabil să eclipseze galaxii întregi. Dar amintiți – vă … quasarii sunt foarte departe. Sunt atât de departe de noi încât observăm doar nucleul activ sau nucleul galaxiei în care locuiesc. Nu vedem nimic din galaxie în afară de centrul său luminos. Este ca și cum ai vedea un far de mașină îndepărtat noaptea: nu ai idee la ce tip de mașină te uiți, deoarece totul în afară de far este în întuneric.
pe de altă parte, există galaxii care nu sunt clasificate ca quasari, dar care au încă centre luminoase, active, unde putem vedea restul galaxiei. Un exemplu al acestui tip de AGN se numește galaxie Seyfert după regretatul astronom Carl Keenan Seyfert, care a fost primul care le-a identificat.
galaxiile Seyfert reprezintă probabil 10% din toate galaxiile din univers: ele nu sunt clasificate ca quasari, deoarece sunt mult mai tinere și au structuri bine definite, mai degrabă decât galaxiile tinere, mai degrabă fără formă și amorfe, despre care se presupune că au găzduit quasari la doar câteva sute de milioane de ani după Big Bang.
dar luați în considerare doar cantitățile de energie necesare pentru a ilumina un obiect suficient pentru a-l face vizibil în undele radio din cele mai îndepărtate colțuri ale universului, ca un marinar capabil să privească un far îndepărtat pe un întreg ocean. Quasarii pot emite până la o mie de ori energia luminozității combinate a celor aproximativ 200 de miliarde de stele din propria noastră galaxie Calea Lactee. Un quasar tipic este de 27 de trilioane de ori mai strălucitor decât Soarele nostru! Înlocuiți soarele pe cer cu un quasar și luminozitatea sa incredibilă v-ar orbi instantaneu dacă ați fi suficient de nesăbuit să-l priviți direct. Dacă ar fi să plasați un quasar la distanța lui Pluto, acesta ar vaporiza toate oceanele Pământului la abur într-o cincime de secundă.
Astronomii cred că majoritatea, dacă nu toate, galaxiile mari au trecut printr-o așa-numită „fază quasară” în tinerețe, la scurt timp după formarea lor. Dacă da, ele s-au diminuat în luminozitate atunci când au rămas fără materie pentru a alimenta discul de acumulare care înconjoară găurile negre supermasive. După această epocă, galaxiile s-au instalat în liniște, găurile lor negre centrale au murit de foame de material pentru a se hrăni. Gaura neagră din centrul galaxiei noastre a fost văzută să se aprindă pentru scurt timp, totuși, pe măsură ce materialul care trece se rătăcește în ea, eliberând unde radio și raze X. Este posibil ca stele întregi să fie sfâșiate și consumate în timp ce traversează orizontul evenimentelor unei găuri negre, punctul fără întoarcere.
trebuie subliniat, totuși, că cunoștințele noastre despre evoluția galaxiei – de la quasarul tineresc la galaxia de vârstă mijlocie-sunt departe de a fi complete. Galaxiile ne oferă adesea excepții și, ca exemplu, nu trebuie să căutăm mai departe de propria noastră cale Lactee. Acum știm, de exemplu, că acum 3,5 milioane de ani a existat o explozie gigantică cunoscută sub numele de Seyfert flare în centrul galaxiei noastre. Se pare că a fost centrat pe Sagittarius a*, gaura neagră supermasivă a Căii Lactee, producând doi lobi uriași de plasmă supraîncălzită care se extind la aproximativ 25.000 de ani lumină de la polii galactici Nord și Sud. Acești lobi uriași se numesc bule Fermi și sunt vizibili astăzi la lungimi de undă gamma și raze X (emisii electromagnetice de frecvență foarte înaltă).
deci astronomii încă învață despre specificul evoluției galaxiilor.
într-adevăr, istoria quasarilor nu a fost un drum ușor de urmat pentru astronomi. Când quasarii au fost descoperiți pentru prima dată la sfârșitul anilor 1950, astronomii care foloseau telescoape radio au văzut obiecte asemănătoare stelelor care radiau unde radio (deci obiecte radio cvasi-stelare), dar care nu erau vizibile în telescoapele optice. Asemănarea lor cu stelele, strălucirea lor și diametrele unghiulare mici i-au determinat pe astronomii vremii să presupună că se uitau la obiecte din propria noastră galaxie. Cu toate acestea, examinarea spectrelor radio de la aceste obiecte le-a arătat mai misterioase decât se așteptase cineva.
multe observații timpurii ale quasarilor, inclusiv cele ale 3C48 și 3C273, primele două quasare descoperite, au fost făcute la începutul anilor 1960 de astronomul britanico-Australian John Bolton. El și colegii săi au fost nedumeriți de faptul că quasarii nu erau vizibili în telescoapele optice. Au vrut să găsească așa-numiții „omologi optici” ai quasarilor, adică un quasar care să fie vizibil pentru ochii lor într-un telescop, mai degrabă decât să fie detectabil doar cu instrumente radio.
astronomii pur și simplu nu știau la acea vreme că quasarii erau extrem de îndepărtați, prea îndepărtați pentru ca omologii lor optici să fie vizibili de pe Pământ în acel moment, în ciuda faptului că erau obiecte intrinsec strălucitoare. Dar apoi, în 1963, astronomii Allan Sandage și Thomas A. Matthews au găsit ceea ce căutau: ceea ce părea a fi o stea slabă, albastră, în locația unui quasar cunoscut. Luând spectrul său, au fost nedumeriți: nu părea nimic pe care l-au văzut vreodată. Ei nu au putut face cap sau Pajură din ea.
apoi, folosind telescopul Hale de 200 de inci (5 m), Bolton și echipa sa au putut observa quasar 3c273 în timp ce trecea în spatele Lunii. Aceste observații le permit, de asemenea, să obțină Spectre. Și din nou spectrele păreau ciudate, arătând linii de emisie de nerecunoscut. Aceste linii spun astronomilor ce elemente chimice sunt prezente în obiectul pe care îl examinează. Dar liniile spectrale ale quasarului erau lipsite de sens, parând să indice elemente care nu ar trebui să fie prezente.
astronomul Maarten Schmidt a fost cel care – după ce a examinat liniile de emisie ciudate din spectrele quasarilor – a sugerat că astronomii vedeau linii de emisie normale care erau foarte deplasate spre capătul roșu al spectrului electromagnetic!
și astfel au avut răspunsul lor. Deplasarea spre roșu s-a datorat distanței mari a quasarului. Lumina sa este întinsă de expansiunea universului în timpul lungii sale călătorii către noi de la marginea cosmosului vizibil.
dar dacă ar fi adevărat că quasarii erau la fel de departe ca spre marginea universului vizibil, cum ar fi putut genera cantități atât de mari de energie? În 1964, chiar și existența găurilor negre a fost dezbătută aprig. Au fost mulți oameni de știință care nu i-au considerat altceva decât ciudați matematici, pentru că cu siguranță nu puteau exista în universul real.
deci dezbaterea despre natura quasarilor a durat până în anii 1970, când o nouă generație de telescoape bazate pe Pământ și spațiu a stabilit dincolo de orice îndoială rezonabilă că quasarii se află într – adevăr la distanțe mari, că vedem galaxii când erau tinere, că stadiul quasarilor este o fază naturală a creșterii lor. Cu găurile negre în cele din urmă luate în serios, astronomii ar putea acum să modeleze în sfârșit identitatea puterii aproape incomprehensibile din spatele quasarilor: găurile negre supermasive consumă cantități uimitoare de gaz și radiază cantități mari de energie în întregul spectru ca rezultat.
acest model explică de ce quasarii stau spre marginea universului vizibil și de ce nu îi vedem mai aproape: deoarece quasarii sunt galaxii tinere, văzute nu la mult timp după formarea lor în universul timpuriu.
studiul quasarilor și al nucleelor galactice active în general, a ajuns departe, dar există multe lucruri pe care încă nu le înțelegem. Cu toate acestea, cred că o parte din lipsa noastră de înțelegere este un eșec al imaginației. Este practic imposibil să înțelegem cantitățile de energie generate de motoarele găurilor negre din inimile quasarilor, acei monștri din întuneric. Este la fel de greu de apreciat cât de departe sunt de noi. Dar asta nu este vina noastră: sărmanele noastre creiere simiene nu sunt bine echipate pentru a face față unor astfel de concepte.
quasarii sunt doar un exemplu de animal din grădina zoologică cosmică despre care trebuie doar să accepți faptele, mai degrabă decât să încerci să le înțelegi.
linia de fund: quasarii sunt obiecte extrem de luminoase și extrem de îndepărtate. Se crede că producția lor uriașă de energie se datorează activității din jurul găurii negre supermasive centrale din galaxiile tinere, aproape de marginea universului observabil.
au mai rămas câteva calendare lunare. Comandă-le pe ale tale înainte să plece!