Istilah "quasar" itu sendiri berasal daripada perkataan quas istell a r dan r adiosource, secara harfiah bermaksud: , seperti bintang. Ini adalah objek paling terang di Alam Semesta kita, mempunyai . Ia diklasifikasikan sebagai nukleus galaksi aktif - ini tidak sesuai dengan klasifikasi tradisional.
Ramai yang menganggap mereka besar, secara intensif menyerap semua yang mengelilingi mereka. Bahan itu, mendekati mereka, memecut dan memanas dengan sangat banyak. Di bawah pengaruh medan magnet lubang hitam, zarah dikumpulkan menjadi rasuk yang terbang dari kutubnya. Proses ini disertai dengan cahaya yang sangat terang. Terdapat versi bahawa quasar adalah galaksi pada awal kehidupan mereka, dan sebenarnya, kita melihat penampilan mereka.
Jika kita mengandaikan bahawa quasar ialah sejenis superstar yang membakar hidrogen yang membentuknya, maka ia sepatutnya mempunyai jisim sehingga satu bilion solar!
Tetapi ini bercanggah dengan sains moden, yang percaya bahawa bintang dengan jisim lebih daripada 100 jisim suria semestinya tidak stabil dan, akibatnya, akan hancur. Sumber tenaga raksasa mereka juga masih menjadi misteri.
Kecerahan
Quasar mempunyai kuasa sinaran yang sangat besar. Ia boleh melebihi kuasa sinaran semua bintang di seluruh galaksi sebanyak beratus-ratus kali. Kuasanya sangat hebat sehingga kita boleh melihat objek berbilion tahun cahaya dari kita dengan teleskop biasa.
Kuasa sinaran setengah jam quasar boleh dibandingkan dengan tenaga yang dikeluarkan semasa letupan supernova.
Kilauan boleh melebihi kilauan galaksi sebanyak beribu-ribu kali, dan yang terakhir terdiri daripada berbilion bintang! Jika kita membandingkan jumlah tenaga yang dihasilkan seunit masa oleh quasar, perbezaannya ialah 10 trilion kali ganda! Dan saiz objek sedemikian boleh agak setanding dengan kelantangan.
Umur
Umur objek super ini adalah berpuluh bilion tahun. Para saintis telah mengira: jika hari ini nisbah quasar dan galaksi ialah 1: 100,000, maka 10 bilion tahun yang lalu ia adalah 1: 100.
Jarak ke quasar
Jarak ke objek jauh di Alam Semesta ditentukan menggunakan. Semua quasar yang diperhatikan dicirikan oleh anjakan merah yang kuat, iaitu, mereka bergerak menjauh. Dan kelajuan penyingkiran mereka sangat hebat. Sebagai contoh, untuk objek 3C196 kelajuan dikira sebagai 200,000 km/s (dua pertiga kelajuan cahaya)! Dan jaraknya kira-kira 12 bilion tahun cahaya. Sebagai perbandingan, galaksi terbang pada kelajuan maksimum "hanya" berpuluh ribu km/saat.
Sesetengah ahli astronomi percaya bahawa kedua-dua tenaga mengalir dari quasar dan jarak kepada mereka agak dibesar-besarkan. Hakikatnya ialah tidak ada keyakinan dalam kaedah mengkaji objek ultra-jauh untuk sepanjang masa pemerhatian intensif, tidak mungkin untuk menetapkan jarak ke quasar dengan kepastian yang mencukupi.
Kebolehubahan
Misteri sebenar ialah kebolehubahan quasar. Mereka menukar kilauan mereka dengan frekuensi yang luar biasa; Tempoh perubahan boleh dikira dalam tahun, minggu dan hari. Rekod itu dianggap sebagai perubahan 25 kali ganda dalam kecerahan dalam satu jam. Kebolehubahan ini adalah ciri semua pelepasan quasar. Berdasarkan pemerhatian baru-baru ini, ternyata begitu O Kebanyakan quasar terletak berhampiran pusat galaksi elips yang besar.
Dengan mengkajinya, kita menjadi lebih jelas tentang struktur Alam Semesta dan evolusinya.
Terima kasih kepada perkembangan pesat teknologi, ahli astronomi membuat lebih banyak penemuan menarik dan luar biasa di Alam Semesta. Sebagai contoh, tajuk "objek terbesar di Alam Semesta" berpindah dari satu penemuan ke penemuan lain hampir setiap tahun. Sesetengah objek yang ditemui adalah sangat besar sehingga membingungkan ahli sains terbaik di planet kita dengan kewujudannya. Mari kita bercakap tentang sepuluh yang terbesar.
Baru-baru ini, saintis menemui tempat sejuk terbesar di Alam Semesta. Ia terletak di bahagian selatan buruj Eridanus. Dengan panjang 1.8 bilion tahun cahaya, tempat ini telah membingungkan saintis. Mereka tidak tahu bahawa objek sebesar ini boleh wujud.
Walaupun terdapat perkataan "kosong" dalam nama itu (dari bahasa Inggeris "kosong" bermaksud "kekosongan"), ruang di sini tidak kosong sepenuhnya. Kawasan ruang angkasa ini mengandungi kira-kira 30 peratus lebih sedikit gugusan galaksi daripada ruang sekeliling. Menurut saintis, lompang membentuk sehingga 50 peratus daripada isipadu Alam Semesta, dan peratusan ini, pada pendapat mereka, akan terus berkembang disebabkan oleh graviti yang sangat kuat, yang menarik semua perkara di sekeliling mereka.
Superblob
Pada tahun 2006, penemuan "gelembung" kosmik yang misteri (atau gumpalan, seperti yang biasa dipanggil saintis) menerima gelaran objek terbesar di Alam Semesta. Benar, dia tidak mengekalkan gelaran ini lama. Gelembung ini, sepanjang 200 juta tahun cahaya, adalah koleksi gergasi gas, habuk dan galaksi. Dengan beberapa kaveat, objek ini kelihatan seperti obor-obor hijau gergasi. Objek itu ditemui oleh ahli astronomi Jepun semasa mengkaji salah satu kawasan angkasa lepas yang terkenal dengan kehadiran sejumlah besar gas kosmik.
Setiap satu daripada tiga "tentakel" gelembung ini mengandungi galaksi yang empat kali lebih padat di antara mereka daripada biasa di Alam Semesta. Kelompok galaksi dan bebola gas di dalam gelembung ini dipanggil gelembung Lyman-Alpha. Adalah dipercayai bahawa objek ini mula muncul kira-kira 2 bilion tahun selepas Big Bang dan merupakan peninggalan sebenar Alam Semesta purba. Para saintis mencadangkan bahawa gelembung yang dimaksudkan itu terbentuk apabila bintang besar yang wujud pada hari-hari awal kosmos tiba-tiba menjadi supernova dan mengeluarkan sejumlah besar gas ke angkasa. Objek itu sangat besar sehingga para saintis percaya ia, pada umumnya, salah satu objek kosmik pertama yang terbentuk di Alam Semesta. Mengikut teori, dari masa ke masa, semakin banyak galaksi baru akan terbentuk daripada gas yang terkumpul di sini.
Superkluster Shapley
Selama bertahun-tahun, saintis telah percaya bahawa galaksi kita sedang ditarik merentasi Alam Semesta pada kelajuan 2.2 juta kilometer sejam di suatu tempat dalam arah buruj Centaurus. Ahli astronomi mencadangkan bahawa sebab untuk ini adalah Penarik Besar, objek dengan daya graviti sedemikian yang cukup untuk menarik keseluruhan galaksi kepada dirinya sendiri. Benar, untuk masa yang lama saintis tidak dapat mengetahui jenis objek itu. Objek ini dipercayai terletak di luar apa yang dipanggil "zon mengelak" (ZOA), kawasan di langit yang dikaburkan oleh galaksi Bima Sakti.
Walau bagaimanapun, dari masa ke masa, astronomi sinar-X datang untuk menyelamatkan. Perkembangannya memungkinkan untuk melihat ke luar kawasan ZOA dan mengetahui apa sebenarnya punca tarikan graviti yang begitu kuat. Benar, apa yang dilihat oleh saintis meletakkan mereka dalam jalan buntu yang lebih besar. Ternyata di luar kawasan ZOA terdapat sekumpulan galaksi biasa. Saiz gugusan ini tidak berkait dengan kekuatan tarikan graviti yang dikenakan pada galaksi kita. Tetapi apabila saintis memutuskan untuk melihat lebih dalam ke angkasa, mereka tidak lama lagi mendapati bahawa galaksi kita sedang ditarik ke arah objek yang lebih besar. Ia ternyata menjadi Superkluster Shapley - superkluster galaksi paling besar di Alam Semesta yang boleh diperhatikan.
Kelompok super terdiri daripada lebih daripada 8,000 galaksi. Jisimnya kira-kira 10,000 kali ganda daripada Bima Sakti.
Tembok Besar CfA2
Seperti kebanyakan objek dalam senarai ini, Tembok Besar (juga dikenali sebagai Tembok Besar CfA2) pernah juga mempunyai gelaran objek angkasa terbesar yang diketahui di Alam Semesta. Ia ditemui oleh ahli astrofizik Amerika Margaret Joan Geller dan John Peter Hunra semasa mengkaji kesan anjakan merah untuk Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian. Menurut saintis, panjangnya adalah 500 juta tahun cahaya, lebar 300 juta, dan ketebalan 15 juta tahun cahaya.
Dimensi tepat Tembok Besar masih menjadi misteri kepada saintis. Ia mungkin lebih besar daripada yang difikirkan, menjangkau 750 juta tahun cahaya. Masalah dalam menentukan dimensi yang tepat terletak pada lokasi struktur raksasa ini. Seperti dengan Superkluster Shapley, Tembok Besar sebahagiannya dikaburkan oleh "zon mengelak."
Secara umum, "zon mengelak" ini tidak membenarkan kita melihat kira-kira 20 peratus Alam Semesta yang boleh diperhatikan (boleh dicapai untuk teleskop semasa). Ia terletak di dalam Bima Sakti dan mengandungi pengumpulan gas dan habuk yang padat (serta kepekatan bintang yang tinggi) yang sangat memesongkan pemerhatian. Untuk melihat melalui zon pengelakan, ahli astronomi perlu menggunakan, contohnya, teleskop inframerah, yang membolehkan mereka menembusi 10 peratus lagi zon pengelakan. Apakah gelombang inframerah tidak dapat menembusi, gelombang radio, serta gelombang inframerah dekat dan sinar-x, boleh menembusi. Walau bagaimanapun, ketidakupayaan maya untuk melihat kawasan angkasa yang begitu besar agak mengecewakan para saintis. "Zon Pengelakan" mungkin mengandungi maklumat yang boleh mengisi jurang dalam pengetahuan kita tentang ruang.
Laniakea Supercluster
Galaksi biasanya dikumpulkan bersama. Kumpulan ini dipanggil kelompok. Kawasan ruang di mana gugusan ini terletak lebih padat di antara mereka dipanggil supercluster. Sebelum ini, ahli astronomi memetakan objek ini dengan menentukan lokasi fizikal mereka di Alam Semesta, tetapi baru-baru ini cara baru untuk memetakan ruang tempatan telah dicipta. Ini memungkinkan untuk menjelaskan maklumat yang sebelum ini tidak tersedia.
Prinsip baharu pemetaan ruang tempatan dan galaksi yang terletak di dalamnya bukan berdasarkan pengiraan lokasi objek, tetapi berdasarkan pemerhatian penunjuk pengaruh graviti yang dikenakan oleh objek. Terima kasih kepada kaedah baharu, lokasi galaksi ditentukan dan, berdasarkan ini, peta taburan graviti di Alam Semesta disusun. Berbanding dengan yang lama, kaedah baru ini lebih maju kerana ia membolehkan ahli astronomi bukan sahaja menanda objek baru di alam semesta yang boleh dilihat, tetapi juga untuk mencari objek baru di tempat yang mereka tidak dapat melihat sebelum ini.
Hasil pertama kajian gugusan galaksi tempatan menggunakan kaedah baharu memungkinkan untuk mengesan gugusan super baharu. Kepentingan penyelidikan ini ialah ia akan membolehkan kita memahami dengan lebih baik di mana kedudukan kita di Alam Semesta. Sebelum ini dianggap bahawa Bima Sakti terletak di dalam Kluster Virgo, tetapi kaedah penyelidikan baharu menunjukkan bahawa rantau ini hanyalah sebahagian daripada Kluster Laniakea yang lebih besar - salah satu objek terbesar di Alam Semesta. Ia menjangkau lebih 520 juta tahun cahaya, dan di suatu tempat di dalamnya kita berada.
Tembok Besar Sloan
Tembok Besar Sloan pertama kali ditemui pada tahun 2003 sebagai sebahagian daripada Tinjauan Langit Digital Sloan, pemetaan saintifik ratusan juta galaksi untuk mengenal pasti objek terbesar di Alam Semesta. Tembok Besar Sloan ialah filamen galaksi gergasi yang terdiri daripada beberapa kelompok super. Mereka seperti sesungut sotong gergasi yang tersebar di semua arah Alam Semesta. Dengan panjang 1.4 bilion tahun cahaya, "dinding" itu pernah dianggap sebagai objek terbesar di Alam Semesta.
Tembok Besar Sloan sendiri tidak dikaji seperti kumpulan super yang terdapat di dalamnya. Beberapa kluster super ini menarik dalam hak mereka sendiri dan patut diberi perhatian khusus. Satu, sebagai contoh, mempunyai teras galaksi yang bersama-sama dari luar kelihatan seperti sulur gergasi. Di dalam kelompok super lain, terdapat interaksi graviti tinggi antara galaksi - kebanyakannya kini sedang menjalani tempoh penggabungan.
Kehadiran "dinding" dan mana-mana objek lain yang lebih besar mencipta persoalan baharu tentang misteri Alam Semesta. Kewujudan mereka bercanggah dengan prinsip kosmologi yang secara teorinya mengehadkan betapa besarnya objek di alam semesta. Menurut prinsip ini, undang-undang Alam Semesta tidak membenarkan objek yang lebih besar daripada 1.2 bilion tahun cahaya wujud. Walau bagaimanapun, objek seperti Tembok Besar Sloan bercanggah sepenuhnya dengan pendapat ini.
Kumpulan Quasar Besar-LQG7
Quasar ialah objek astronomi bertenaga tinggi yang terletak di pusat galaksi. Adalah dipercayai bahawa pusat quasar adalah lubang hitam supermasif yang menarik bahan sekeliling. Ini membawa kepada pelepasan sinaran yang besar, tenaga yang 1000 kali lebih besar daripada tenaga yang dihasilkan oleh semua bintang di dalam galaksi. Pada masa ini di tempat ketiga antara objek struktur terbesar di Alam Semesta ialah kumpulan quasar Huge-LQG, yang terdiri daripada 73 quasar yang bertaburan lebih daripada 4 bilion tahun cahaya. Para saintis percaya bahawa kumpulan quasar yang begitu besar, serta yang serupa, adalah salah satu sebab untuk kemunculan struktur terbesar di Alam Semesta, seperti, sebagai contoh, Tembok Besar Sloan.
Kumpulan quasar Huge-LQG ditemui selepas menganalisis data yang sama yang membawa kepada penemuan Tembok Besar Sloan. Para saintis menentukan kehadirannya selepas memetakan salah satu kawasan ruang menggunakan algoritma khas yang mengukur ketumpatan quasar di kawasan tertentu.
Perlu diingatkan bahawa kewujudan Huge-LQG masih menjadi perdebatan. Sesetengah saintis percaya bahawa rantau angkasa ini sebenarnya mewakili satu kumpulan quasar, manakala saintis lain yakin bahawa quasar dalam kawasan ruang ini terletak secara rawak dan bukan sebahagian daripada satu kumpulan.
Cincin gamma gergasi
Menjangkau lebih 5 bilion tahun cahaya, Cincin GRB Gergasi ialah objek kedua terbesar di Alam Semesta. Selain saiznya yang luar biasa, objek ini menarik perhatian kerana bentuknya yang luar biasa. Ahli astronomi yang mengkaji letusan sinar gamma (letupan tenaga yang besar akibat kematian bintang besar) menemui satu siri sembilan letusan, yang sumbernya adalah jarak yang sama dari Bumi. Letupan ini membentuk cincin di langit 70 kali lebih besar daripada diameter Bulan purnama. Memandangkan letupan sinar gamma itu sendiri agak jarang berlaku, kemungkinan mereka akan membentuk bentuk yang serupa di langit ialah 1 dalam 20,000 Ini membolehkan saintis menganggap bahawa mereka sedang menyaksikan salah satu objek struktur terbesar di Alam Semesta.
"Cincin" itu sendiri hanyalah istilah yang menggambarkan gambaran visual fenomena ini apabila diperhatikan dari Bumi. Menurut satu andaian, cincin gamma gergasi mungkin merupakan unjuran sfera tertentu di sekelilingnya yang mana semua pancaran sinaran gamma berlaku dalam tempoh yang agak singkat, kira-kira 250 juta tahun. Benar, di sini timbul persoalan tentang jenis sumber yang boleh mencipta sfera sedemikian. Satu penjelasan melibatkan idea bahawa galaksi mungkin berkumpul di sekeliling kepekatan besar bahan gelap. Namun, ini hanyalah teori. Para saintis masih tidak tahu bagaimana struktur sedemikian terbentuk.
Tembok Besar Hercules - Mahkota Utara
Objek struktur terbesar di Alam Semesta juga ditemui oleh ahli astronomi sebagai sebahagian daripada pemerhatian sinar gamma. Objek ini, yang dipanggil Tembok Besar Hercules - Corona Borealis, menjangkau lebih 10 bilion tahun cahaya, menjadikannya dua kali ganda saiz Cincin Gamma-ray Gergasi. Oleh kerana letusan sinar gamma yang paling terang datang daripada bintang yang lebih besar, biasanya terletak di kawasan ruang yang mengandungi lebih banyak jirim, ahli astronomi secara metafora melihat setiap letusan sinar gamma sebagai jarum yang menusuk sesuatu yang lebih besar. Apabila saintis mendapati bahawa kawasan angkasa dalam arah buruj Hercules dan Corona Borealis sedang mengalami pancaran sinar gamma yang berlebihan, mereka menentukan bahawa terdapat objek astronomi di sana, kemungkinan besar kepekatan gugusan galaksi dan bahan lain yang padat.
Fakta menarik: nama "Great Wall Hercules - Northern Crown" telah dicipta oleh seorang remaja Filipina yang menulisnya di Wikipedia (sesiapa yang tidak tahu boleh membuat suntingan pada ensiklopedia elektronik ini). Tidak lama selepas berita bahawa ahli astronomi telah menemui struktur besar di ufuk kosmik, artikel yang sepadan muncul di halaman Wikipedia. Walaupun nama yang dicipta tidak menggambarkan objek ini dengan tepat (dindingnya meliputi beberapa buruj sekaligus, dan bukan hanya dua), Internet dunia dengan cepat membiasakannya. Ini mungkin kali pertama Wikipedia memberi nama kepada objek yang ditemui dan menarik secara saintifik.
Oleh kerana kewujudan "dinding" ini juga bercanggah dengan prinsip kosmologi, saintis terpaksa menyemak beberapa teori mereka tentang bagaimana Alam Semesta sebenarnya terbentuk.
web kosmik
Para saintis percaya bahawa pengembangan Alam Semesta tidak berlaku secara rawak. Terdapat teori mengikut mana semua galaksi angkasa disusun menjadi satu struktur dengan saiz yang luar biasa, mengingatkan sambungan seperti benang yang menyatukan kawasan padat antara satu sama lain. Benang ini bertaburan di antara lompang yang kurang tumpat. Para saintis memanggil struktur ini Web Kosmik.
Menurut saintis, web telah terbentuk pada peringkat awal sejarah Alam Semesta. Pada mulanya, pembentukan web adalah tidak stabil dan heterogen, yang kemudiannya membantu pembentukan segala sesuatu yang kini wujud di Alam Semesta. Adalah dipercayai bahawa "benang" web ini memainkan peranan besar dalam evolusi Alam Semesta - mereka mempercepatkannya. Adalah diperhatikan bahawa galaksi yang terletak di dalam filamen ini mempunyai kadar pembentukan bintang yang jauh lebih tinggi. Di samping itu, filamen ini adalah sejenis jambatan untuk interaksi graviti antara galaksi. Selepas pembentukannya dalam filamen ini, galaksi bergerak ke arah gugusan galaksi, di mana mereka akhirnya mati dari semasa ke semasa.
Baru-baru ini saintis mula memahami apa sebenarnya Web Kosmik ini. Semasa mengkaji salah satu quasar yang jauh, para penyelidik menyatakan bahawa sinarannya mempengaruhi salah satu benang Web Kosmik. Cahaya quasar terus ke salah satu filamen, yang memanaskan gas di dalamnya dan menjadikannya bersinar. Berdasarkan pemerhatian ini, saintis dapat membayangkan pengedaran filamen antara galaksi lain, dengan itu mencipta gambaran "rangka kosmos."
Terima kasih kepada pasangan kanta semula jadi dan Teleskop Angkasa Hubble, ahli astronomi telah menemui quasar paling terang di Alam Semesta awal, memberikan gambaran tambahan tentang kelahiran galaksi kurang daripada satu bilion tahun selepas Letupan Besar. Artikel yang menerangkan penemuan itu dibentangkan dalam jurnal Surat Jurnal Astrofizik .
“Jika bukan kerana teleskop angkasa lepas, cahaya daripada objek yang sampai ke Bumi akan menjadi 50 kali lebih lemah. Penemuan itu menunjukkan bahawa quasar berlensa kuat memang wujud, walaupun pada hakikatnya kami telah mencari mereka selama lebih daripada 20 tahun dan tidak pernah melihat mereka pada jarak yang begitu jauh sebelum ini, "kata Xiaohui Fan, pengarang utama kajian dari Universiti of Arizona (AS).
Quasar ialah nukleus galaksi aktif yang sangat terang. Cahaya berkuasa objek sedemikian dicipta oleh lubang hitam supermasif yang dikelilingi oleh cakera pertambahan. Gas yang jatuh ke dalam raksasa angkasa lepas membebaskan jumlah tenaga yang luar biasa yang boleh diperhatikan pada semua panjang gelombang.
Objek yang ditemui, dikatalogkan sebagai J043947.08 + 163415.7 (pendek kata J0439+1634), tidak terkecuali daripada peraturan ini - kecerahannya bersamaan dengan kira-kira 600 trilion Matahari, dan lubang hitam supermasif yang menciptanya adalah 700 juta kali lebih besar. daripada bintang kita.
Walau bagaimanapun, walaupun mata tajam Hubble sahaja tidak dapat melihat objek terang yang terletak pada jarak yang jauh dari Bumi. Dan di sini graviti dan nasib datang membantunya. Galaksi malap, terletak betul-betul di antara quasar dan teleskop, membengkokkan cahaya dari J0439+1634 dan menjadikannya 50 kali lebih terang berbanding tanpa kesan kanta graviti.
Data yang diperoleh dengan cara ini menunjukkan bahawa, pertama, quasar terletak pada jarak 12.8 bilion tahun cahaya dari kita, dan, kedua, lubang hitam supermasifnya bukan sahaja menyerap gas, tetapi juga mencetuskan kelahiran bintang pada kadar yang menakjubkan. - sehingga 10,000 tokoh setiap tahun. Sebagai perbandingan, hanya satu bintang terbentuk di Bima Sakti dalam tempoh masa ini.
"Sifat dan keterpencilan J0439+1634 menjadikannya sasaran utama untuk kajian evolusi quasar jauh dan peranan lubang hitam supermasif dalam pembentukan bintang," jelas Fabian Walter, pengarang bersama kajian dari Institut Max Planck untuk Astronomi (Jerman).
Imej Teleskop Angkasa Hubble menunjukkan galaksi campur bertindak sebagai kanta dan cahaya dipertingkatkan daripada quasar J0439+1634. Kredit: NASA, ESA, X. Fan (University of Arizona)
Objek yang serupa dengan J0439+1634 wujud semasa pengionan semula Alam Semesta muda, apabila sinaran dari galaksi muda dan quasar memanaskan hidrogen yang telah disejukkan dalam 400,000 tahun sejak Big Bang. Terima kasih kepada proses ini, Alam Semesta bertukar daripada plasma neutral kepada terion. Walau bagaimanapun, masih tidak jelas objek yang menyediakan foton pengion semula, dan quasar seperti yang ditemui mungkin membantu menyelesaikan misteri yang telah lama wujud.
Atas sebab ini, pasukan terus mengumpul data sebanyak mungkin tentang J0439+1634. Dia sedang menganalisis spektrum 20 jam terperinci yang diambil oleh Teleskop Sangat Besar Balai Cerap Selatan Eropah, yang akan membolehkan mereka mengenal pasti komposisi kimia dan suhu gas antara galaksi di Alam Semesta awal. Di samping itu, susunan teleskop radio ALMA, serta teleskop angkasa lepas James Webb NASA, akan digunakan untuk pemerhatian. Menggunakan data yang dikumpul, ahli astronomi berharap dapat melihat radius 150 tahun cahaya lubang hitam supermasif dan mengukur kesan gravitinya terhadap pembentukan gas dan bintang.
Quasar terdekat ialah 3C 273, yang terletak di galaksi elips gergasi dalam buruj Virgo. Kredit: ESA/Hubble & NASA.
Bersinar begitu terang sehingga mereka kerdilkan galaksi purba tempat mereka tinggal, quasar ialah objek jauh yang pada asasnya adalah lubang hitam dengan cakera pertambahan berbilion kali lebih besar daripada Matahari kita. Objek berkuasa ini telah menarik perhatian ahli astronomi sejak penemuan mereka pada pertengahan abad yang lalu.
Pada tahun 1930-an, Karl Jansky, seorang ahli fizik di Bell Telephone Laboratories, menemui "bunyi bintang" paling kuat ke arah bahagian tengah Bima Sakti. Pada tahun 1950-an, ahli astronomi, menggunakan teleskop radio, dapat menemui jenis objek baru di Alam Semesta kita.
Oleh kerana objek ini kelihatan seperti titik, ahli astronomi memanggilnya sebagai "sumber radio kuasi-bintang" atau quasar. Walau bagaimanapun, definisi ini tidak sepenuhnya betul, kerana, menurut Balai Cerap Astronomi Negara Jepun, hanya kira-kira 10 peratus quasar memancarkan gelombang radio yang kuat.
Kajian mengambil masa bertahun-tahun untuk menyedari bahawa bintik-bintik cahaya yang jauh ini yang kelihatan seperti bintang dicipta oleh zarah-zarah yang memecut kepada kelajuan yang menghampiri kelajuan cahaya.
“Quasar adalah antara objek angkasa yang paling terang dan paling jauh yang diketahui. Mereka adalah penting untuk memahami evolusi Alam Semesta awal, "kata ahli astronomi Bram Venemans dari Institut Astronomi. Max Planck di Jerman.
Diandaikan bahawa quasar terbentuk di kawasan Alam Semesta di mana ketumpatan keseluruhan jirim adalah lebih tinggi daripada purata.
Kebanyakan quasar telah ditemui berbilion tahun cahaya jauhnya. Oleh kerana cahaya mengambil masa untuk menempuh jarak ini, mengkaji quasar adalah seperti mesin masa: kita melihat objek seperti ketika cahaya meninggalkannya, berbilion tahun yang lalu. Hampir kesemua lebih daripada 2,000 quasar yang diketahui sehingga kini ditemui di galaksi muda. Bima Sakti kita, seperti galaksi lain yang serupa, mungkin telah melepasi peringkat ini.
Pada Disember 2017, quasar paling jauh ditemui, yang terletak pada jarak lebih daripada 13 bilion tahun cahaya dari Bumi. Para saintis telah memerhati objek ini, yang dikenali sebagai J1342+0928, dengan penuh minat kerana ia muncul hanya 690 juta tahun selepas Big Bang. Jenis quasar ini boleh memberikan maklumat tentang cara galaksi berkembang dari semasa ke semasa.
Quasar terang PSO J352.4034-15.3373 terletak pada jarak 13 bilion tahun cahaya. Kredit: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science. Quasar mengeluarkan berjuta-juta, berbilion-bilion, dan mungkin juga bertrilion elektronvolt tenaga. Tenaga ini melebihi jumlah cahaya dari semua bintang di galaksi, jadi quasar bersinar 10-100 ribu kali lebih terang daripada, sebagai contoh, Bima Sakti.
Jika quasar 3C 273, salah satu objek paling terang di langit, adalah 30 tahun cahaya dari Bumi, ia akan kelihatan terang seperti Matahari. Walau bagaimanapun, jarak ke quasar 3C 273 sebenarnya sekurang-kurangnya 2.5 bilion tahun cahaya.
Quasar tergolong dalam kelas objek yang dikenali sebagai nukleus galaksi aktif (AGN). Ini juga termasuk galaksi Seyfert dan blazar. Kesemua objek ini memerlukan lubang hitam supermasif untuk wujud.
Galaksi Seyfert ialah jenis AGN yang paling lemah, hanya menjana kira-kira 100 kiloelektronvolt tenaga. Blazar, seperti quasar sepupu mereka, melepaskan jumlah tenaga yang jauh lebih besar.
Ramai saintis percaya bahawa ketiga-tiga jenis AGN pada dasarnya adalah objek yang sama, tetapi terletak pada sudut yang berbeza dengan kita.
Walau bagaimanapun, bintang ini, menakjubkan dalam semua aspek, adalah seperti mentol lampu 10 watt berbanding dengan objek yang benar-benar terang di angkasa, contohnya, quasar yang sama. Objek-objek ini membutakan teras galaksi, bersinar dengan begitu kuat kerana sifatnya yang lapar. Di pusat mereka terdapat lubang hitam supermasif yang memakan apa-apa perkara di sekeliling mereka. Baru-baru ini, saintis telah menemui wakil paling terang. Kecerahannya melebihi kecerahan matahari hampir 600 trilion kali ganda.
Quasar, yang ditulis oleh saintis dalam The Astrophysical Journal Letters dan dinamakan J043947.08+163415.7, adalah jauh lebih terang daripada pemegang rekod sebelumnya - ia bersinar dengan intensiti 420 trilion matahari. Sebagai perbandingan, galaksi paling terang yang pernah ditemui oleh ahli astronomi mempunyai kilauan "hanya" 350 trilion bintang.
"Kami tidak menjangkakan untuk menemui quasar yang lebih terang daripada seluruh Alam Semesta yang boleh diperhatikan," komen ketua kajian, Xiaohui Fan.
Adalah logik untuk bertanya: bagaimana ahli astronomi terlepas objek terang seperti itu dan baru sekarang menemuinya? Sebabnya mudah sahaja. Quasar terletak secara praktikal di seberang Alam Semesta, pada jarak kira-kira 12.8 bilion tahun cahaya. Ia hanya ditemui terima kasih kepada fenomena fizikal aneh yang dikenali sebagai kanta graviti.
Rajah menunjukkan bagaimana kesan kanta graviti berfungsi
Menurut teori relativiti umum Einstein, objek yang sangat besar di angkasa menggunakan daya gravitinya untuk membengkokkan arah gelombang cahaya, secara literal menyebabkan mereka membengkok di sekitar sumber graviti. Dalam kes kami, cahaya dari quasar telah diherotkan oleh galaksi yang terletak hampir separuh antara kami dan sumber, yang meningkatkan kecerahannya hampir 50 kali ganda. Di samping itu, dalam kes kanta graviti yang kuat, beberapa imej objek latar belakang boleh diperhatikan sekaligus, kerana cahaya dari sumber datang kepada kita dengan cara yang berbeza dan, dengan itu, akan tiba kepada pemerhati pada masa yang berbeza.
"Tanpa tahap pembesaran yang tinggi, kita tidak akan dapat melihat galaksi di mana ia berada," kata Feige Wang, pengarang lain kajian itu.
"Terima kasih kepada kesan pembesaran ini, kita juga boleh mengikuti gas di sekeliling lohong hitam dan mengetahui kesan lohong hitam itu terhadap galaksi tuan rumahnya secara keseluruhan."
Lensa graviti membolehkan saintis melihat objek dengan lebih terperinci. Oleh itu, didapati bahawa kecerahan utama objek datang daripada gas yang sangat panas dan habuk yang jatuh ke dalam lubang hitam supermasif di tengah quasar. Walau bagaimanapun, sebahagian daripada kecerahan juga ditambah oleh gugusan bintang yang agak padat berhampiran pusat galaksi. Ahli astronomi telah menganggarkan secara kasar bahawa galaksi yang menjadi tuan rumah kepada quasar paling terang menghasilkan kira-kira 10,000 bintang baharu setiap tahun, menjadikan Bima Sakti kita benar-benar lembap jika dibandingkan. Di galaksi kita, ahli astronomi berkata, secara purata hanya satu bintang dilahirkan setiap tahun.
Hakikat bahawa quasar terang seperti itu baru sahaja dikesan sekali lagi menunjukkan betapa terhadnya ahli astronomi dalam keupayaan mereka untuk mengesan objek ini. Para penyelidik mengatakan bahawa disebabkan jarak mereka, kebanyakan quasar dikenal pasti dengan warna merah mereka, tetapi kebanyakannya mungkin jatuh dalam "bayangan" galaksi yang terletak di hadapan objek ini. Galaksi ini menjadikan imej quasar lebih kabur dan warnanya bergerak lebih ke dalam julat biru spektrum.
"Kami fikir kami mungkin telah terlepas 10 hingga 20 objek serupa sekarang. Semata-mata kerana mereka mungkin kelihatan berbeza daripada quasar kepada kami kerana anjakan biru mereka,” kata Fan.
"Ini mungkin menunjukkan bahawa cara tradisional kami mencari quasar mungkin tidak lagi berfungsi dan kami perlu mencari yang baharu yang mampu mencari dan memerhati objek ini. Mungkin bergantung pada analisis set data yang besar."
Quasar paling terang telah disahkan menggunakan teleskop Balai Cerap MMT (Arizona, Amerika Syarikat), selepas data mengenainya berkelip semasa kajian inframerah di langit oleh pakar British (UK Infrared Telescope Hemisphere Survey), pemerhatian teleskop Pan-STARRS1, sebagai serta data inframerah arkib NASA WISE space teleskop. Menggunakan Teleskop Angkasa Hubble, saintis dapat mengesahkan bahawa mereka melihat quasar menggunakan kesan kanta graviti.