A kvazárok energiaforrása

A kvazárok messze a legfényesebb objektumok a Világegyetemben. Amikor a csillagászok először kiszámolták a kvazárok teljesítményét, sokan nem hitték el, hogy bármi kibocsáthat ekkora mennyiségű energiát. Néhány csillagász más magyarázat után kezdett kutatni. Sokan feltételezték, hogy a vöröseltolódás talán mégsem adja meg a távolságot, hanem egyéb okai vannak. De a további kutatások végül kizártak minden alternatív elméletet, arra a következtetésre juttatva a legtöbb csillagászt, hogy a kvazárok valóban a legtávolabbi és egyben legfényesebb objektumok az Univerzumban.

Nagyon kevés energiaforrás van amely egy elegendő energiát termelhet egy kvazárnak. Az a forrás, amely leginkább megfelel a kvazárok megfigyelt tulajdonságainak, egy szupermasszív fekete lyuk.

A fekete lyuk a térnek egy olyan része, amelyből semmi sem tud megszökni, még a fény sem. A kisebb fekete lyukak óriási tömegű csillagok halálakor keletkeznek. A kvazárok központjában elhelyezkedő fekete lyukak tömege a Nap tömegének milliószorosa vagy akár milliárdszorosa. Habár egy tipikus kvazár fekete lyuk tömege igen nagy, sugara csak körülbelül akkora, mint Naprendszerünké. Senki sem tudja pontosan, hogyan jöttek létre ezek a szupermasszív fekete lyukak; eredetük intenzív kutatás tárgya.

Egy porkorong, ami feltételezhetően egy fekete lyuk körül kering az NGC 7052 galaxisban Kép a Space Telescope Science Institute jóvoltából (http://www.stsci.org)

A kvazár középpontjában a fekete lyukat egy hatalmas, forgó gázfelhő veszi körül. Ahogy a gáz belehull a fekete lyukba, többmillió fokra hevül. A hőnek megfelelően a gáz hőmérsékleti sugárzást bocsát ki. Ez a hőmérsékleti sugárzás dominálja a spektrumot, egyaránt fényessé téve a kvazárt a látható tartományban és a röntgen tartományban is.

Van egy korlát, ami megszabja, milyen fényes lehet egy kvazár. Ez az Eddington-határ, ami a fekete lyuk tömegétől függ. Ha túl sok gáz zuhan egyszerre a fekete lyukba, a gáz felmelegszik, és nyomást hoz létre. A nyomás lelassítja a gáz áramlását, az Eddington-határ alatt tartva a kvazár fényességét.

A kvazárok egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy nagyon távoliak. A legközelebbi kvazár körülbelül 800 millió fényévre van tőlünk. Tehát levonhatjuk a következtetést, hogy a jelenlegi Univerzumban nincsenek kvazárok, és a legrégebbi kvazár körülbelül 800 millió évvel ezelőtt tűnt el.

Hová tűntek a kvazárok? Senki sem tudja biztosan. Mindenesetre ismerve az energiaforrásukat, legvalószínűbb, hogy egyszerűen kifogytak az üzemanyagból. A fekete lyukak végül elfogyasztották az összes gázt és port az őket körülvevő korongból, így a kvazárok megszűntek világítani.

Most vizsgáljunk meg néhány kvazárt, amit az SDSS talált.