Kvazar - Lexikón astronómie
Lexikón astronómie: Kvazar
Kvasári sú pravdepodobne najznámejšími predstaviteľmi aktívnych galaktických jadier (AGN), pravdepodobne aj vďaka tomu, že sa neustále objavujú v médiách. Majú extrémnu svietivosť: najsvetlejší kvazar dosahuje 10 47 erg/s - to zodpovedá sto biliónom slnečných svietivosti a ďaleko presahuje bežné galaxie! Kvasary v zásade preukazujú túto aktivitu na všetkých vlnových dĺžkach elektromagnetického spektra. Kvasary sú všeobecne známe pre svoje neuveriteľne veľké vzdialenosti, ktoré sa pohybujú od miliónov do miliárd svetelných rokov. To tiež znamená, že museli vzniknúť veľmi skoro vo vesmíre. Modely formovania galaxií sú preto výzvou pre kozmológov.
Quasar vs. QSO
Najprv si ujasnime mená: Quasar je vymyslené slovo kvázi hviezdny rádiový zdroj, tj. sú kvasarmi rádio nahlas (vysoká rádiová svietivosť). Skratka QSO znamená kvázi hviezdny objekt, the rádiový kľud sú (nízka rádiová svietivosť). Výrazy quasar a QSO sa v literatúre často používajú ako synonymá, ale v skutočnosti sa týkajú rôznych vesmírnych objektov! Kvasar sa často používa ako všeobecný pojem pre oba výrazy.
Objavný príbeh
Kvasary boli objavené rádioastronómiou v roku 1960 (3C 48, 16. mag.). Vizuálne sa spočiatku javili ako hviezdy: Vyzerali ako svetelný bod, ktorý nebolo možné vyriešiť pomocou ďalekohľadov. Hubblov vesmírny ďalekohľad (Hubblov vesmírny ďalekohľad, HST), prvýkrát fotografoval v roku 1996 Hostiteľské galaxie kvasarov (Obrázok vpravo hore, Kredit: Bahcall a kol., STScI/NASA, 1996). Bolo preto zrejmé, že kvazary sú jasným jadrom galaxií: Kvazary sú zakomponované do hostiteľských galaxií. hostiteľské galaxie). V prípade kvasarov môžu byť hostiteľské galaxie akéhokoľvek typu Hubblovho typu. Špeciálnu akumuláciu však možno nájsť v eliptických galaxiách, teda vo veľmi rozvinutých hviezdnych systémoch.
Kvasarový motor
Kvasary a rádio galaxie spolu súvisia
Astronómovia počítajú podstatne viac zástupcov v skupine rádiochladných QSO ako v rádiových hlasitých kvasaroch. Aktivita v rádiovom rozsahu môže byť tiež na vnútornej jasnosti vo všetkých spektrálnych rozsahoch, tzv bolometrická svietivosť, prevod. Zdá sa, že bezdrôtové spojenia QSO súvisia so slabšími typmi AGN, ako sú napríklad Seyfertove galaxie. Rádiohlasné kvasary sú naopak také Prototyp 3C 273, súvisiace s rádiolucentnými rádiovými galaxiami ako Cyg A.
Dokonca aj tvaroslovie kvazarov a rádiových galaxií je nápadne podobná a pre pozorovateľné rádiové štruktúry používa rovnakú nomenklatúru: Jadro, Horúce miesto, Chvála a prúd (Pojmy vysvetlené v klasifikácii FR). Úžasná podobnosť sa líši iba v dĺžkovej škále. Na domovskej stránke Veľmi veľké polia (VLA), usporiadanie 27 rádiových ďalekohľadov v Novom Mexiku (USA), ktoré umožňujú vytváranie rádiových obrazov s vysokým rozlíšením s interferometriou, je možné prezerať farebné obrázky, ktoré jasne demonštrujú súvisiacu morfológiu
AGN typu 1 a typu 2
spektrálne vlastnosti
Vizuálna jasnosť kvazarov je obrovská a klesá až k -23. Veľkosť v najjasnejších predstaviteľoch. Ďalšími spektrálnymi vlastnosťami sú silné modré kontinuum, infračervené a UV prebytky, vysoké časové variability zdrojov, žiadny Absorpčné čiary, ale veľmi široké emisné čiary. Medzitým röntgenoví astronómovia dokonca objavili horúcu emisnú líniu železa v spektrách pri pokojovej energii 6,4 až 6,7 keV. Riadok poskytuje informácie o vnútornom akrečnom toku v bezprostrednej blízkosti centrálnej, veľmi ťažkej čiernej diery. Používa sa v diagnostike AGN na odvodenie sklonu štandardného disku, kinematiky plazmy, rotácie otvoru atď.
Kvazari sú mimoriadne ďaleko
Záznamy o vzdialenosti
Súčasný najvzdialenejší AGN je kvasar s názvom SDSS J1148 + 5251 a má červený posun od z = 6,41 (Fan a kol. 2003, Willott a kol. 2003). Táto vzdialenosť je daná iba neaktívnou, veľmi mladou galaxiou z = 10 porazených, súčasný držiteľ rekordu s najväčšou vzdialenosťou od Zeme (Pello a kol. 2004). Línia vodíka Lyα, ktorá je inak v UV žiarení, sa našla v galaxii, ktorá je tiež veľmi vzdialená, SDSS 1030 + 0524, v blízkej infračervenej oblasti (NIR) pri 885 nm. SDSS J1148 vykazuje ešte viac posunutú čiaru. Fan a kol. z univerzity Princeton mohol 2001 v Prieskum digitálnej oblohy Sloan (SDSS) pozoruje pomocou digitálneho automatického ďalekohľadu v Novom Mexiku tri neuveriteľne vzdialené objekty, z ktorých sú všetky kvasary. Majú katalógové názvy SDSS 1030 + 0524, SDSS 1306 + 0356 a SDSS 0836 + 0054 a červené posuny v tomto poradí z = 6,28; 5,99 a 5,82. Tieto objekty sú tak ďaleko, že sa pozrieme späť do doby, keď bol vesmír starý iba 700 miliónov rokov (6% dnešného veku) a bol ešte hustejší a dokonca stále neutrálny plynný vodík existovali v blízkosti kvazarov!
Keď bol svet stále neutrálny
The Éra reionizácie Takže v tomto okamihu (napr.
6) ešte neskončilo: intenzívne žiarenie kvazarov postupne ionizovalo okolité intergalaktické médium, až kým nebol celý vesmír reionizovaný významným počtom ionizujúcich objektov. The prvá ionizácia bolo krátko po Veľkom tresku, keď bol vesmír ešte veľmi malý, hustý a horúci. O z
1100, teda iba asi 400 000 rokov po Veľkom tresku, to bolo Rekombinačná epocha, kde sa vesmír dostatočne ochladil, aby sa elektróny a protóny spojili a vytvorili prvé (neutrálne) atómy (rekombinovať) mohol. Vytvorené počas tohto procesu prvotné prvky, ako je vodík, hélium a lítium (pozri prvotnú nukleosyntézu).
V spektre kvazarov astronóm bez pochýb rozoznáva neutrálne intergalaktické prostredie podľa toho, že tu tzv. Korytá Gunna Petersona (angl. Gunn-Peterson) nastať. V spektre majú tieto znaky tvar žľabu: pod hranou Lyα je žiarenie kontinua silne potlačené. Fyzikálny dôvod je ten, že optická hĺbka okolitého neutrálneho média je obzvlášť veľká, a preto táto oblasť v spektre zmizne.
Kvasary v dvojitom balení
1979 sa stalo Kvasarový pár QSO 0957 + 561 objavené. Oba kvazary prekvapivo vykazujú veľmi podobné spektrá. To by sa dalo pripísať skutočnosti, že sú to vlastne obrazy jedného a toho istého objektu! Vďaka pôsobeniu gravitačnej šošovky sa svetlo kvasaru dostane k pozorovateľovi na dvoch rôznych svetelných dráhach. Gravitačná šošovka je masívny objekt, napríklad galaktický zhluk, ktorý sa nachádza medzi kvazarom a zemou a podľa všeobecnej teórie relativity dokáže odrážať svetlo: svetlo sleduje zakrivenú nulovú geodetiku. Mierne spektrálne rozdiely sa dajú vysvetliť skutočnosťou, že na týchto dvoch svetelných dráhach môžu panovať rôzne podmienky, ako napríklad rôzna hustota medzigalaktického média (IGM), a teda rôzne zániku.
. alebo skôr štyri!
Obrázok vpravo ukazuje infračervené pozorovanie pomocou vesmírneho ďalekohľadu v ľavom poli Hubbleov teleskop, obzvlášť krásna kópia jedného podšité kvazarmi: A Štvornásobný obrázok kvasaru! Gravitačná šošovka je ťažká eliptická galaxia. Kvazar má katalógové označenie PG 1115 + 080. V pravom poli boli odpočítané štyri kvasarové obrázky a galaxia šošoviek. The prstencové rozloženie jasu je gravitačne ovplyvnené svetlo hostiteľskej galaxie kvasaru. Žiarenie je ohnuté zakrivením časopriestoru (technický výraz: Svetelná aberácia) a vytvára slávny Einsteinov prstenec, tu v infračervenej oblasti s vlnovou dĺžkou 1,6 mikrometra (kredit: Impey a kol., STScI/NASA 1998).
skutočných dvojitých kvazarov
Ale v skutočnosti existuje ten vnútorný Dvojica kvazarov, QQ 1145-071, ktorá bola objavená v roku 1987. Rovnako objekt LBQS 0103-2753 existuje vo vzdialenosti z = 0,848 od jedného Binárny kvazar, na obežnej dráhe vo vzdialenosti iba 0,3 oblúkových sekúnd alebo 2,3 kpc (Shields a kol. 2001, astro-ph/0104236). Toto je jeden z mála príkladov, keď dve supermasívne čierne diery môžu okamžite obiehať okolo seba a možno sa spojiť pri katastrofickej udalosti.
ďalšie známe kvasary a QSO
3C 273, 3C 48, QSO 1229 + 204, QSO 0046-293, QSO 0910 + 564, QSO 0101-304, QSO 0000-263, QSO 2203 + 292, QSO 0051-279, QSO 0957 + 561 a QQ 1145-071.
Mohlo by vás zaujímať: Spektrum - Die Woche: 48/2020