Kvazāri ir daži no spilgtākajiem objektiem Visumā, un astronomi uzskata, ka tos izraisa apkārtējās vides izstarojums, kas notiek apkārt aktīvi barojošam supermasīvajam melnajam caurumam. Astronomi izmantoja gravitāciju no relatīvi tuvumā esošās galaktikas kā gravitācijas objektīvu, lai fokusētu gaismu no tālāka kvazāra, nodrošinot šo iespaidīgo skatu.
Pirmoreiz, izmantojot jaunu paņēmienu, astronomi ir ieskatījušies kvazārā un ir izmērījuši tā saucamo akreces disku ap melno caurumu. Pētījums sniedz turpmāku apstiprinājumu tam, ko zinātniekiem jau sen ir radušās aizdomas - ka kvazāru supermasīvos melnos caurumus ieskauj īpaši apsildāmi materiāla diski, kas tajos spirālveida.
Par projekta rezultātiem, kurā piedalījās zinātnieki no Pensijas štata universitātes un Ohaio štata universitātes, un novērojumiem ar NASA Čandras rentgenstaru observatoriju, tiek ziņots šodien (2006. gada 5. oktobrī) Amerikas astronomijas biedrības (AAS) augstas enerģijas astrofizikas sanāksmē. Nodaļa Sanfrancisko.
Pētnieku komandā, kuru vada Kristofers Kohaneks Ohaio štatā, ietilpst Ksinju Dai un Nikolass Morgans Ohaio štatā un Džordžs Čartas un Gordons Garmire Pensijas štatā. Komanda pētīja divu kvazāru iekšējās struktūras, kuru gaisma kļuva redzama tikai tad, kad galaktika notika tieši starp tām un Zemi, palielinot to gaismu kā objektīvu. Astronomisti pielīdzināja šo efektu, kas pazīstams kā “gravitācijas objektīvs” vai “mikroliešana”, ar to, ka spēja paskatīties kvazārus mikroskopā.
“Ir daudz modeļu, kas mēģina aprakstīt to, kas notiek kvazārā, un iepriekš neviens no tiem nevarēja tikt izslēgts. Tagad daži no viņiem to var, ”sacīja Osiio štata pēcdoktorantūras pētnieks Ksjuju Dai, kurš nesen ieguva doktora grādu Pensijas štatā. "Mēs varam sākt veidot precīzākus kvazāru modeļus un iegūt pilnīgāku priekšstatu par melnajiem caurumiem."
Garmire no Pensilvānijas ir NASA Čandras observatorijas - uzlabotā CCD attēlveidošanas spektrometra (ACIS) rentgenstaru kameras galvenais pētnieks, kuru astronomi izmantoja, lai novērotu divu kvazāru gravitācijas objektīvus. Šo rentgenstaru kameru NASA iecerēja un izstrādāja Penn State un Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts Garmire vadībā, kurš ir Pensijas štata astronomijas un astrofizikas profesors Evans Pjūgs. Praktiski katrs svarīgais Chandra atklājums ir balstīts uz novērojumiem ar ACIS kameru.
Raugoties no Zemes, kvazāri vai kvazzvaigžņu objekti izskatās kā zvaigznes. Tie ir ārkārtīgi spilgti, tieši tāpēc mēs tos varam redzēt, pat ja tie ir visattālāko objektu vidū. Astronomi gadu desmitiem ilgi neizpratnē bija par kvazāriem, pirms izlēma, ka tie visdrīzāk satur supermasīvos melnos caurumus, kas izveidojās pirms miljardiem gadu. Materiāls, kas iekrīt melnajā caurumā, spīd spoži, un kvazāru gadījumā tas spīd plašā enerģijas diapazonā, ieskaitot redzamo gaismu, radioviļņus un rentgena starus.
“Rentgena stari no melno caurumu zondes izstarošanas diskiem, kas atrodas tuvāk melnajam caurumam nekā optiskajā joslā,” skaidro Penna štata vecākais zinātniskais līdzstrādnieks Chartas, kurš analizēja rentgena datus, kas iegūti, novērojot vairākus no objektus šajā mikrolensinga pētījumā. “Salīdzinot mikroliešanas notikuma rentgena gaismas līknes ar tām, kas atrodas vairākās optiskās joslās, mēs izsecinājām emisijas reģionu relatīvos izmērus. Šis salīdzinājums ļāva mums ierobežot melnā cauruma akrecijas diska struktūru dažādos viļņu garumos. ”
Kvazāri ir tik tālu, ka pat vismodernākajos teleskopos tie parasti izskatās kā niecīgs precīzi precīzs gaisma. Bet Einšteins paredzēja, ka masīvi objekti kosmosā dažreiz var rīkoties kā lēcas, saliekot un palielinot gaismu no objektiem, kas atrodas aiz tiem, kā redz novērotājs. Efekts tiek saukts par gravitācijas objektīvu, un tas dod iespēju astronomiem izpētīt dažus objektus citādi nesasniedzamās detaļās. "Par laimi mums dažreiz zvaigznes un galaktikas darbojas kā ļoti augstas izšķirtspējas teleskopi," sacīja Kočenks. "Tagad mēs ne tikai skatāmies uz kvazaru, bet arī skenējam kvazaru iekšpusē un nonākam tur, kur atrodas melnais caurums."
Zinātnieki varēja izmērīt tā saucamo akrecijas disku ap melno caurumu katra kvazāra iekšpusē. Katrā no tām disks ieskauj mazāku laukumu, kas izstaroja rentgena starus, it kā diska materiāls tiktu uzkarsēts, jo tas iekrita melnajā caurumā centrā. To viņi gaidīja, ņemot vērā pašreizējos priekšstatus par kvazāriem. Bet skats no iekšpuses viņiem palīdzēs sākt pilnveidot šos priekšstatus, sacīja Dai.
Projekta atslēga bija NASA Chandra rentgenstaru observatorija, kas ļāva astronomiem precīzi izmērīt katra kvazāra rentgena starojuma apgabala spilgtumu. Viņi sasaistīja šos mērījumus ar optisko teleskopu mērījumiem, kas pieder pie maza un vidēja apertūras pētniecības teleskopa sistēmas konsorcija un optiskā gravitācijas objektīva eksperimenta. Astronomi pētīja gan rentgena staru, gan redzamās gaismas mainīgumu, kas nāk no kvazāriem, un salīdzināja šos mērījumus, lai aprēķinātu akrēcijas diska izmēru katrā. Viņi izmantoja datorprogrammu, kuru Kochanek izveidoja īpaši šādiem aprēķiniem, un vadīja to 48 procesoru datoru klasterī. Katra kvazāra aprēķini tika veikti apmēram nedēļas laikā.
Abi viņu pētītie kvazāri ir nosaukti par RXJ1131-1231 un Q2237 + 0305, un tajos nav nekā īpaša, sacīja Kočenks, izņemot to, ka viņi abi bija ar gravitācijas izkliedētāju. Viņš un viņa grupa šobrīd pēta 20 šādus objektīvu kvazārus, un viņi vēlētos, lai galu galā apkopotu rentgena datus par visiem tiem.
Šis projekts ir daļa no notiekošās sadarbības starp Ohaio štatu un Penn State. Pētījumu finansē NASA. Datoru kopu nodrošināja Ohaio superdatoru centra (OSC), Ohaio Reģionu padomes un OSC Valsts mēroga lietotāju grupas iniciatīva Cluster Ohio. NASA Māršala kosmisko lidojumu centrs Hantsvilā, Alabamas štatā, pārvalda aģentūras Zinātnes misijas direktorāta Chandra programmu. Smitsona astrofizikas observatorija Kembridžā, Masačūsetsā, kontrolē zinātnes un lidojumu operācijas no Čandras rentgenstaru centra Kembridžā, Masačūsetsā.
Oriģinālais avots: PSU ziņu izlaidums
