Κβάζαρ
Τα κβάζαρ ή οιονεί αστρικές ραδιοπηγές είναι οι πιο ενεργητικοί και απομακρυσμένοι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες (AGN).
Είναι αρκετά μικρά σε σύγκριση με την ενέργεια που εκπέμπουν. Τα κβάζαρ δεν είναι πολύ μεγαλύτερα από το ηλιακό σύστημα. Ο μηχανισμός των αλλαγών της φωτεινότητας περιλαμβάνει πιθανώς σχετικιστική ακτινοβολία πίδακες που κατευθύνονται σχεδόν απευθείας προς εμάς. Το γνωστό κβάζαρ με τη μεγαλύτερη ερυθρή μετατόπιση (από τον Ιούνιο του 2011[ενημέρωση]) έχει ερυθρή μετατόπιση 7,085, που σημαίνει ότι απέχει περίπου 29 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Η εκτίμηση αυτή γίνεται με την έννοια της απόστασης comoving.
Οι επιστήμονες συμφωνούν πλέον ότι ένα κβάζαρ είναι μια συμπαγής περιοχή στο κέντρο ενός συμπαγούς γαλαξία που περιβάλλει μια κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Το μέγεθός της είναι 10-10.000 φορές η ακτίνα Schwarzschild της μαύρης τρύπας. Η ενέργεια που εκπέμπεται από ένα κβάζαρ είναι βαρυτική ενέργεια, η οποία δημιουργείται από τη μάζα που πέφτει στο δίσκο συσσώρευσης γύρω από τη μαύρη τρύπα.
Τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά φωτεινά. Αναγνωρίστηκαν για πρώτη φορά ως πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υψηλής ερυθράς μετατόπισης, συμπεριλαμβανομένων των ραδιοκυμάτων και του ορατού φωτός. Το φως (και η άλλη ενέργεια) φάνηκε να είναι παρόμοιο με τα αστέρια και όχι με μεγάλες πηγές όπως οι γαλαξίες. Από την άλλη πλευρά, τα φάσματά τους είχαν πολύ ευρείες γραμμές εκπομπής, σε αντίθεση με οποιεσδήποτε γνωστές από τα αστέρια, εξ ου και "οιονεί αστρικές". Η φωτεινότητά τους μπορεί να είναι 100 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Γαλαξία μας.
Οι δίσκοι προσαύξησης των κεντρικών υπερμεγέθων μαύρων τρυπών μπορούν να μετατρέψουν περίπου το 10% της μάζας ενός αντικειμένου σε ενέργεια. Αυτός ο μηχανισμός εξηγεί γιατί τα κβάζαρ ήταν πιο συχνά στο πρώιμο σύμπαν, καθώς αυτή η παραγωγή ενέργειας τελειώνει όταν η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα καταναλώνει όλο το αέριο και τη σκόνη κοντά της.
Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότεροι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία, μπορεί να έχουν περάσει από ένα ενεργό στάδιο ως κβάζαρ ή κάποια άλλη κατηγορία ενεργών γαλαξιών. Τώρα είναι αδρανείς, επειδή δεν έχουν επάρκεια ύλης που να τροφοδοτεί τις κεντρικές μαύρες τρύπες τους για να παράγουν ακτινοβολία.
Κβάζαρ με βαρυτικό φακό HE 1104-1805.
Η εικόνα των ακτίνων-Χ Chandra είναι του κβάζαρ PKS 1127-145, μιας εξαιρετικά φωτεινής πηγής ακτίνων-Χ και ορατού φωτός σε απόσταση περίπου 10 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Ένας τεράστιος πίδακας ακτίνων Χ εκτείνεται τουλάχιστον ένα εκατομμύριο έτη φωτός από το κβάζαρ. Η εικόνα είναι 60 arcsec σε μια πλευρά. RA 11h 30m 7.10s Dec -14° 49' 27" στον Κρατήρα. Ημερομηνία παρατήρησης: 28 Μαΐου 2000. Όργανο: ACIS.
Καλλιτεχνική απεικόνιση του ULAS J1120+0641, ενός πολύ μακρινού κβάζαρ που τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα με μάζα δύο δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Πηγή: ESO/M. Kornmesser
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Τι είναι το κβάζαρ;
A: Ένα κβάζαρ, ή οιονεί αστρική ραδιοπηγή, είναι ένας ενεργός γαλαξιακός πυρήνας (AGN) που είναι ο πιο ενεργητικός και μακρινός τύπος AGN. Είναι αρκετά μικροί σε σύγκριση με την ενέργεια που εκπέμπουν και δεν είναι πολύ μεγαλύτεροι από το ηλιακό σύστημα.
Ερ: Πόσο μακριά μπορούν να βρεθούν κβάζαρ;
Α: Το γνωστό κβάζαρ με τη μεγαλύτερη ερυθρή μετατόπιση από τον Ιούνιο του 2011 απείχε περίπου 29 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.
Ερ: Ποιος είναι ο μηχανισμός πίσω από τις μεταβολές της φωτεινότητάς τους;
Α: Ο μηχανισμός των αλλαγών της φωτεινότητας περιλαμβάνει πιθανώς σχετικιστική ακτινοβολία πίδακες που κατευθύνονται σχεδόν απευθείας προς εμάς.
Ερ: Τι πιστεύεται ότι βρίσκεται στο κέντρο ενός κβάζαρ;
Α: Οι επιστήμονες συμφωνούν πλέον ότι ένα κβάζαρ είναι μια συμπαγής περιοχή στο κέντρο ενός συμπαγούς γαλαξία που περιβάλλει μια κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Το μέγεθός του είναι 10-10.000 φορές η ακτίνα Schwarzschild αυτής της μαύρης τρύπας.
Ερ: Από πού προέρχεται η ενέργειά του;
Α: Η ενέργεια που εκπέμπει ένα κβάζαρ προέρχεται από τη βαρυτική ενέργεια που δημιουργείται από τη μάζα που πέφτει σε ένα δίσκο συσσώρευσης γύρω από τη μαύρη τρύπα.
Ερ: Πόσο φωτεινοί είναι σε σύγκριση με άλλους γαλαξίες;
Α: Τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά φωτεινά και μπορεί να είναι 100 φορές πιο φωτεινά από τον Γαλαξία μας.
Ερ: Γιατί ήταν πιο συνηθισμένα στο πρώιμο σύμπαν;
Α: Τα κβάζαρ ήταν πιο κοινά στο πρώιμο σύμπαν επειδή αυτή η παραγωγή ενέργειας τελειώνει όταν η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα καταναλώνει όλο το αέριο και τη σκόνη κοντά της, πράγμα που σημαίνει ότι οι περισσότεροι γαλαξίες μπορεί να πέρασαν από ένα ενεργό στάδιο ως ένας ή κάποια άλλη κατηγορία ενεργών γαλαξιών πριν αδρανοποιηθούν λόγω έλλειψης ύλης που θα τροφοδοτούσε τις κεντρικές μαύρες τρύπες τους για την παραγωγή ακτινοβολίας.
