Co to jest kwazar?

Kwazary (źródła radarowe QUASi-stellAR) są gigantycznymi ciałami świetlnymi w odległości od 780 milionów do 13 miliardów lat świetlnych stąd i są odpowiednio stare. Uważa się je za aktywne jądra galaktyczne zawierające centralną supermasywną czarną dziurę. Najjaśniejsze kwazary są 2 biliony razy jaśniejsze niż nasze Słońce lub około 100 galaktyk Drogi Mlecznej. Ich strumień świetlny jest ciągły, ale jego natężenie może zmieniać się w skali czasu lat, miesięcy, tygodni, dni lub nawet godzin, co sugeruje, że są one dość gęste.

Jeszcze w latach 80. astrofizyk istniał znaczący spór co do tego, czym tak naprawdę są kwazary. Konsensus naukowy pojawił się, gdy niektóre kwazary zostały otoczone przez galaktyki, co zapoczątkowało teorię aktywnego jądra galaktycznego. Obliczono, że aby wytworzyć ilość światła, którą wytwarzają, kwazary muszą być zasilane przez supermasywne czarne dziury, które połykają od 10 do 1000 mas Słońca rocznie. W dysku akrecyjnym takiej czarnej dziury przegrzane gazy są przyspieszane do prędkości zbliżonej do prędkości światła, uwalniając ogromne ilości fal elektromagnetycznych, ponieważ duże części masy są przekształcane bezpośrednio w energię. W takich dyskach około 10% materii zamienia się w energię, w przeciwieństwie do zaledwie 0,7% masy przekształcanej w energię w reakcjach fuzji w typowych gwiazdach.

Uważa się, że kwazary emitują relatywistyczne strumienie ze swoich biegunów obrotowych, podobnie jak ich mniejsze kuzyny pulsary. W 1979 r. Kwazary wykorzystano do potwierdzenia teorii względności Einsteina, obserwując efekty soczewkowania grawitacyjnego, gdy światło kwazara podróżowało na Ziemię. Podczas gdy początkowo sądzono, że wszystkie kwazary są „głośno radiowe”, co sugeruje ich etykietę jako źródła radiowe, kolejne obserwacje ujawniły, że tylko niewielka część (około 10%) kwazarów emituje dużą energię radiową. Kwasary „cicho radioelektryczne” są nazywane QSO (obiekty quasi-gwiezdne) i odgrywają niezwykle ważną rolę w badaniach wczesnego wszechświata oraz w jaki sposób powstały gwiazdy i galaktyki.

Wczesne struktury, takie jak kwazary, można interpretować jako „bóle porodowe” galaktyk. We wczesnym wszechświecie gazy były bardziej równomiernie rozmieszczone, więc nowo utworzona czarna dziura miałaby duże możliwości zasysania otaczającej materii. Na przykład nasza supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej zawiera około 3,7 miliona mas Słońca, mimo że zaczęła się od znacznie mniejszej masy. Już od miliardów lat zajęte jest wysysaniem innych gwiazd, ale najbardziej intensywne zużycie gwiezdne prawdopodobnie miało miejsce w jego wczesnej historii. To wyjaśnia, dlaczego we współczesnym wszechświecie nie widzimy kwazarów, ale można je łatwo zaobserwować w starszych regionach.