Как квазарите стават най-ярките обекти във Вселената?
Вселената гъмжи от милиарди и милиарди галактики, докъдето стига окото, а по-точно – телескопите. И сред това множество някои галактики наистина се открояват по впечатляващ начин. Това са квазарните галактики. Задвижвани от активна свръхмасивна черна дупка, поглъщаща материал с огромна скорост, те светят с едни от най-ярките светлини във Вселената, осветявайки галактическия център точно в електромагнитния спектър. Десетилетия наред астрономите се чудеха защо някои галактики имат такава екстремна активност, а други не.
Но сега вече тайната може би е разкрита! Като прави внимателно проучване на близки квазарни и неквазарни галактики, екип, ръководен от астрофизика Джони Пиърс от Университета на Хертфордшър в Обединеното кралство, заключава, че в повечето случаи квазарната активност се задейства, когато две галактики започнат процеса на сблъсък и сливане. Това ни казва, че след няколко милиарда години, когато Млечният път започне да се слива с Андромеда, нашата собствена галактика вероятно ще се превърне в пламтящ квазар. Не че Земята, камо ли някой от нас, вероятно ще бъде тук, за да го види.
„Квазарите са едно от най-екстремните явления във Вселената и това, което виждаме, вероятно ще представлява бъдещето на нашата собствена галактика Млечен път, когато се сблъска с галактиката Андромеда след около пет милиарда години“, казва астрофизикът Клайв Тадхънтър от университета от Шефилд във Великобритания. „Вълнуващо е да наблюдаваме тези събития и най-накрая да разберем защо се случват – но за щастие Земята няма да бъде близо до един от тези апокалиптични епизоди за доста време.“
Черните дупки са най-тъмното нещо във Вселената, така че изглежда малко иронично, че те са движещата сила зад някои от най-ярките светлини, които можем да видим. Въпреки това, въпреки че не можем да видим самата черна дупка – хоризонтът на събитията е, доколкото знаем, непроходим отвътре – активността около нея може да стане интензивна. Когато черна дупка се „храни“ с материя в своята орбита, сместа от материя не пада просто направо в „гърлото й“. Върти се с голяма скорост като вода, обикаляща около канала. Екстремното триене и гравитацията загряват материята до невероятни температури, карайки я да свети със светлина в целия спектър. Колкото повече материал и колкото по-силно е гравитационното поле, толкова повече светлина се произвежда.
Квазарите са свръхмасивни черни дупки, които натрупват материал почти на границата на това колко бързо могат да се „хранят“; ако материалът стане по-ярък, външното радиационно налягане ще надвиши вътрешното привличане на гравитацията, изтласквайки материала обратно в космоса. Черните дупки могат да надхвърлят тази граница за кратки периоди от време, но не и за продължително натрупване, наблюдавано при квазарите. Въпросът обаче е откъде идва материалът и това е предизвикателство за изучаване. Това е така, защото изучаването на потоците от материал към и около галактическите центрове на квазарните галактики е наистина трудно. Структурите обикновено са твърде малки, за да се видят на разстоянията на повечето квазари, а галактическите центрове блестят твърде ярко, за да се видят много подробности. В допълнение, събитията, които задействат квазарната активност, вероятно отнемат много повече време от продължителността на квазарната активност. Това означава, че за всяка квазарна галактика с признаци на задействаща се активност има много други, показващи същите характеристики с каквато и да е квазарна активност, която предстои да започне. Поради това някои проучвания се фокусират върху популациите на квазари, от които сблъсъците на галактики се появяват като кандидат-причина. Колкото и обещаващи да са, заключенията са донякъде двусмислени. Така че Пиърс и колегите му предприели по-подробно изследване на 48 близки квазара в рамките на около 3,5 милиарда светлинни години, сравнявайки ги със 100 подобни галактики без квазарна активност.
Те открили, че две трети от квазарите в тяхната проба показват признаци на гравитационно смущение от среща с друга галактика. Това е три пъти повече от скоростта на гравитационното смущение, което са открили в неквазарните галактики – и вероятно, казват изследователите, долната граница на истинската скорост на смущение в квазарните галактики. Когато две галактики се сблъскат, огромни количества газ се увличат гравитационно към свръхмасивната черна дупка, като ѝ дават насищане със свеж материал, с който да се храни. Интересното е, че екипът установил, че много от нарушените квазари, които те наблюдават, все още са във фаза преди сливането, което показва, че газовите потоци към галактически център могат да предизвикат квазарна активност много преди двете галактически ядра да се слеят.
„Все още обаче има някои пропуски в нашето разбиране. Взаимодействията на галактиките може да са най-честият тригер за квазарна активност, но има и други начини, по които квазарната активност може да се включи. Те също трябва да бъдат изследвани. Въпреки че нашите резултати показват, че газовите потоци, свързани с взаимодействията на галактиките, могат да осигурят достатъчна скорост на падане на маса в централната свръхмасивна черна дупка, за да предизвикат квазарна активност дори много преди двете ядра да са се слели, някои обекти се задействат във фаза след сливане,“ пишат изследователите. „Освен това, малцинство от нашата извадка са дискови галактики, които изглеждат необезпокоявани при наблюдения на дълбоки изображения.“
Вижте още:
