Quasar
Un quasar (contracția sursei radio cvasi stelare, și anume „ radiosource aproape stelare“) este un nucleu galactic activ extrem de luminos . Numele derivă din faptul că aceste obiecte, a căror natură a fost controversată până la începutul anilor 1980 , au fost inițial descoperite ca surse radio puternice, al căror omolog optic era punctiform ca o stea .
Se crede în mod obișnuit că această mare luminozitate provine din frecarea cauzată de căderea gazului și a prafului într-o gaură neagră supermasivă ; formează un disc de acumulare , care transformă aproximativ jumătate din masa unui obiect în energie. Termenul QUASAR a fost inventat de astrofizicianul Hong-Yee Chiu în 1964 .
Proprietate
Sute de mii de quasari sunt cunoscuți din catalogul Milliquas [1] . Redshift-ul este între z = 0,056 și z = 7,085, ceea ce implică distanțe destul de mari (în ordinea miliardelor de ani lumină), atât de mult încât cel mai luminos quasar văzut de pe Pământ, 3C 273 , are o magnitudine aparentă de doar m = 12.8. Acest lucru în ciuda faptului că strălucirea tipică a acestor obiecte este de ordinul 10 13 L ☉ , egală cu cea a sutelor de galaxii. O astfel de luminozitate este atât de mare încât quasarii sunt probabil cele mai strălucitoare obiecte din univers. Cel mai strălucitor quasar dintre toate este APM 08279 + 5255, cu magnitudine absolută în vizibil -32,2, corespunzător la aproximativ 6,5 10 14 L ☉ , chiar dacă suferă un efect de lentilă gravitațională care probabil mărește luminozitatea de zece ori.
În ciuda unor astfel de luminozități enorme, dimensiunile quasarelor sunt comparabile cu cele ale sistemului solar și, în orice caz, nu mai mari de câțiva ani lumină (10 16 m). Aceste dimensiuni sunt estimate datorită faptului că luminozitatea quasarelor este foarte variabilă (chiar și cu 100%) și cu o perioadă destul de scurtă, de la câteva ore la câteva luni și având în vedere că, din punct de vedere relativist, un obiect nu poate schimba luminozitatea mai repede decât timpul necesar trecerii luminii prin ea.
Celălalt aspect caracteristic, evident din primele observații, este că quasarele au un spectru remarcabil de larg pe toate frecvențele, de la razele gamma , la razele X la infraroșu îndepărtat și, pentru 10% din quasarele cunoscute, până la frecvențe radio . Multe quasare prezintă, de asemenea, un exces ultraviolet , emițând aceeași energie în această bandă pe care o emit în toate celelalte.
Mai mult, liniile spectrale de emisie sunt foarte largi, indicând faptul că viteza medie pătrată a materiei în regiunea de emisie este foarte mare, de la 3.000 la 10.000 km / s.
Istoria observațiilor quasarului
Primii quasari au fost descoperiți cu radiotelescoape la începutul anilor 1960 de către Allan Sandage și alți cercetători. Primul spectru al unui quasar, care a dezvăluit numeroase linii de emisie (cum ar fi galaxiile Seyfert deja cunoscute), din care a fost măsurată redshiftul caracteristic, a fost obținut de Maarten Schmidt în 1963 . Odată ce clasa obiectelor a fost identificată, a fost posibilă urmărirea lor pe plăci fotografice datând din secolul al XIX-lea .
Un subiect de dezbatere amară în anii 1960 a fost dacă quasarii erau aproape sau departe, așa cum a indicat schimbarea lor spre roșu. Un argument puternic împotriva cuasarelor plasate la distanțe cosmologice a fost că distanța mare implica luminozități atât de mari încât niciun proces cunoscut în acel moment, inclusiv fuziunea nucleară , nu ar furniza energia necesară. Unii au sugerat că quasarii erau compuși din antimaterie , alții că erau găuri albe . Această obiecție a fost eliminată odată cu propunerea mecanismului discului de acumulare , iar astăzi distanța cosmologică a quasarilor este în general acceptată.
Imaginile telescopului spațial Hubble ale diferitelor quasare [2] au făcut posibilă, în anii 1990 , descoperirea galaxiilor gazdă ale acestor obiecte, oferind astfel dovezi decisive pentru încadrarea acestor obiecte în modelele unificate ale galaxiilor active .
Modelul actual de quasare
În anii 1980, s-au dezvoltat modele unificate în care quasarele erau o clasă de galaxii active , iar consensul general este că doar unghiul de vedere le deosebește de alte clase, cum ar fi galaxiile Seyfert , care, așa cum am menționat deja, au o asemănare spectru, fie blazare , fie galaxii radio (Barthel, 1989). [3] Luminozitatea enormă a quasarilor se explică prin fricțiunea cauzată de căderea gazului și a prafului într-o gaură neagră supermasivă formând un disc de acumulare , un mecanism care poate converti aproximativ jumătate din masa unui obiect în energie , împotriva câtorva puncte procentuale de energie nucleară. procesele de fuziune , deși mecanismele exacte ale acestei enorme producții de energie sunt necunoscute. [4]
Mecanismul este, de asemenea, folosit pentru a explica de ce quasarele erau mai frecvente în Universul timpuriu, de ce producția de energie încetează atunci când gaura neagră supermasivă a consumat totul, gaz, praf și stele, în jurul său. Aceasta înseamnă că este posibil ca majoritatea galaxiilor, inclusiv a Căii Lactee , să fi trecut printr-o fază de galaxie activă și să fie acum în repaus din cauza lipsei de aprovizionare cu materie a găurii negre. De asemenea, implică faptul că un quasar poate reaprinde dacă materia nouă este împinsă spre centrul galaxiei, ca în multe galaxii care interacționează , și într-adevăr proporția de quasari dintre acestea este mai mare decât în cazul galaxiilor normale.
Implicații cosmologice ale quasarilor
Cea mai intensă schimbare la roșu cunoscută pentru un quasar, aparținând quasarului descoperit în 2011, ULAS J1120 + 0641 , este de 7,085 ± 0,003, echivalentul unei distanțe comovative de 28,85 miliarde de ani lumină [5] ; cel mai îndepărtat quasar cunoscut. Această distanță considerabilă implică faptul că acest quasar s-a format deja la doar 770 de milioane de ani după Big Bang . Cele mai vechi quasare observabile se află, așadar, la începutul formării și evoluției galaxiilor .
Faptul că quasarele erau mai frecvente în primele etape ale universului a fost folosit de Maarten Schmidt în 1967 ca argument pentru teoria Big Bang împotriva teoriei antagoniste a stării staționare a lui Fred Hoyle . De fapt, quasarele au arătat schimbări mari spre roșu cosmologic ( redshift ), o indicație a distanțării lor. Recent au fost descoperite quasare cu redshift non-cosmologic, dar datorită prezenței găurilor negre. [6] [7] [8]
Quasarele sugerează, de asemenea, câteva indicii despre sfârșitul reionizării universului. Quasarele mai vechi prezintă regiuni clare de absorbție, indicând faptul că mediul intergalactic al timpului era gaz neutru. Cele mai noi quasare nu prezintă regiuni de absorbție, ci o zonă confuză cunoscută sub numele de pădurea Lyman-alfa . Acest lucru indică faptul că mediul intergalactic a suferit reionizare pentru a redeveni plasmă și că gazul neutru există doar în nori mici.
O altă caracteristică a quasarelor este că arată dovezi ale unor elemente mai grele decât heliul , o indicație a faptului că galaxiile, la începutul vieții lor, au trecut printr-o fază de formare masivă de stele creând stele ale populației III între timpul Big Bang-ului și primele quasare observat. Dar, până în 2004, nu s-au găsit dovezi în favoarea acestor stele și, dacă nu vor fi găsite în anii următori și nu se va găsi o explicație alternativă pentru prezența elementelor grele, întregul model actual va trebui să fie reconsiderat. de Univers .
Telescopul spațial Spitzer din 2005 a observat lumină care ar putea proveni de la astfel de stele [9], dar nu există o confirmare definitivă.
Quasare relevante
3C 273
3C 273 este unul dintre cele mai apropiate quasare de la noi și cel mai strălucit cunoscut ( magnitudine 13); este, de asemenea, unul dintre cele mai studiate, mai ales pentru structura complexă a jetului de gaz expulzat cu viteză mare, care iese în spațiu timp de 150.000 de ani lumină , evidențiat de sateliții Chandra și Hubble . Situat la 3 miliarde de ani lumină, este mai strălucitor decât 1000 de galaxii cu câte 100 de miliarde de stele fiecare; dacă s-ar afla la 32 de ani lumină de Pământ , ar lumina cerul la fel de mult ca soarele . Observând acest obiect de-a lungul spectrului electromagnetic , se începe să înțelegem natura proceselor fizice care stau la baza acestor enorme surse de energie.
Ulas J134208.10 + 092838.61
Ulas J134208.10 + 092838.61 este al doilea quasar cel mai îndepărtat. Alimentat de o gaură neagră supermasivă, a fost identificat [10] în urma unei campanii de observație desfășurate cu telescoapele Magellan , radiotelescopul VLA și rețeaua NOEMA din Franța. Quasarul strălucește cu o luminozitate echivalentă cu 40 de miliarde de Sori și are o schimbare de roșu de 7,54, echivalentă cu o distanță de aproximativ 13 miliarde de ani lumină, formată la aproximativ 690 de milioane de ani după Big Bang. [11]
J0313-1806
J0313-1806 este în ianuarie 2021, când descoperirea, cel mai îndepărtat quasar detectat vreodată, a fost făcută publică. Descoperit și caracterizat de telescoapele ALMA , Magellanio I, gemenii Gemeni și Keck , cu un redshift de 7,64 este de peste 13 miliarde al. . [12]
TON 618
TON 618 este un quasar situat în constelația câinilor de vânătoare. Este alimentat de cea mai masivă gaură neagră cunoscută din decembrie 2018.
Notă
- ^ [1] MILLIQUAS (Catalog Million Quasars)
- ^ Hubble Surveys the "Homes" of Quasars Hubblesite News Archive, 1996–35
- ^ Peter J. Barthel, Is every Quasar beamed?, The Astrophysical Journal, 336: 606-611, 1989
- ^ Robert Antonucci, Quasars încă sfidează explicația, Nature 495, 165–167
- ^ "Calculatorul de cosmologie JavaScript al lui Ned Wright"
- ^ Ciudatul caz al quasarilor transformiști
- ^ Astronomii descoperă primul quasar „Aspect schimbător”
- ^ Quasarul care se transformă
- ^ NASA Goddard Space Flight Center: Știri despre lumină care ar putea proveni din stele ale populației III
- ^ (EN) Bañados Eduardo și colab., O gaură neagră de 800 de milioane de mase solare într-un univers neutru semnificativ la o schimbare de roșu de 7,5 ( abstract ), în Nature, 6 decembrie 2017, DOI : 10.1038 / nature25180 .
- ^ media.inaf.it (editat de),Record gaură neagră: este cel mai îndepărtat , pe media.inaf.it , 6 decembrie 2017.
- ^ INAF (ed.), Cea mai îndepărtat quasar de peste 13 miliarde de ani lumină , pe media.inaf.it , 12 ianuarie 2021.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema « quasar » -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre quasar
linkuri externe
- Informații despre Quasars pe site-ul INAF - Observatorul Astronomic din Padova
- Pagina pe 3C 273 pe Seds.org , pe spider.seds.org .
- Quasar , în Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene.
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85109741 · GND (DE) 4136468-5 · BNF (FR) cb11977608d (dată) · BNE (ES) XX553307 (dată) · NDL (EN, JA) 00.575.124 |
|---|
