Τετάρτη, 30 Μαρτίου 2016

Αυτό το κβάζαρ έχει θερμοκρασία 10 τρισ. βαθμούς Κελσίου! To the center of the brightest quasar

Είναι ο πιο φωτεινός ενεργειακός πυρήνας στο Σύμπαν. This image from Hubble’s Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) is likely the best of ancient and brilliant quasar 3C 273, which resides in a giant elliptical galaxy in the constellation of Virgo (The Virgin). Its light has taken some 2.5 billion years to reach us. Despite this great distance, it is still one of the closest quasars to our home. It was the first quasar ever to be identified, and was discovered in the early 1960s by astronomer Allan Sandage. The term quasar is an abbreviation of the phrase “quasi-stellar radio source”, as they appear to be star-like on the sky. In fact, quasars are the intensely powerful centres of distant, active galaxies, powered by a huge disc of particles surrounding a supermassive black hole. As material from this disc falls inwards, some quasars — including 3C 273 — have been observed to fire off super-fast jets into the surrounding space. In this picture, one of these jets appears as a cloudy streak, measuring some 200000 light-years in length. Quasars are capable of emitting hundreds or even thousands of times the entire energy output of our galaxy, making them some of the most luminous and energetic objects in the entire Universe. Of these very bright objects, 3C 273 is the brightest in our skies. If it was located 30 light-years from our own planet — roughly seven times the distance between Earth and Proxima Centauri, the nearest star to us after the Sun — it would still appear as bright as the Sun in the sky. WFPC2 was installed on Hubble during shuttle mission STS-125. It is the size of a small piano and was capable of seeing images in the visible, near-ultraviolet, and near-infrared parts of the spectrum. Credit: ESA/Hubble

Διεθνής ομάδα αστρονόμων κατάφερε να μελετήσει την «καρδιά» του φωτεινότερου ενεργού γαλαξιακού πυρήνα (κβάζαρ) στο Σύμπαν κάτι που συμβαίνει για πρώτη φορά. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η θερμοκρασία της ξεπερνά τα δέκα τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου! Πρόκειται φυσικά για μια πραγματικά αδιανόητη θερμοκρασία πολύ μεγαλύτερη από ό,τι θεωρείτο έως τώρα δυνατό.

Η μελέτη

Kαλλιτεχνική άποψη του ραδιοτηλεσκοπίου 10 μέτρων στον Ρωσικό δορυφόρο Spektr-R. Combining an orbiting radio telescope with telescopes on Earth made a system capable of the highest resolution of any observation ever made in astronomy. The super sharp radio 'vision' produced a pair of surprises. Artistic view of the 10-meter space radio telescope on the Russian satellite Spektr-R comprising the space-borne component of the RadioAstron mission. Credit: © Astro Space Center of Lebedev Physical Institute

Ερευνητές του διεθνούς προγράμματος ραδιοαστρονομίας RadioAstron, με επικεφαλής τον Γιούρι Κοβάλεφ του Φυσικού Ινστιτούτου Λεμπέντεφ της Μόσχας, τον Αντρέι Λομπάνοφ του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας Μαξ Πλανκ στη Γερμανία και τον Μάικλ Τζόνσον του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν των ΗΠΑ, έκαναν δύο δημοσιεύσεις στο περιοδικό αστροφυσικής «The Astrophysical Journal Letters», ανέλυσαν την ακτινοβολία του κβάζαρ 3C 273.

Quasar 3C 273, with its jet. Image by Chandra X-ray Observatory.

Το εν λόγω κβάζαρ, σε απόσταση περίπου 2,4 δισεκατομμυρίων ετών από τη Γη, βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού της Παρθένου και είναι το πιο φωτεινό στον ουρανό από όσα έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής.

Το RadioAstron χρησιμοποιεί τον ρωσικό δορυφόρο Spektr-R με κεραία δέκα μέτρων, που βρίσκεται σε ελλειπτική τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας. Οι παρατηρήσεις του συνδυάζονται με αυτές μεγάλων επίγειων ραδιοτηλεσκοπίων, όπως του γερμανικού ραδιοτηλεσκοπίου διαμέτρου 100 μέτρων στο Έφελσμπεργκ, του διαμέτρου 110 μέτρων τηλεσκοπίου Green Bank και του τηλεσκοπίου διαμέτρου 300 μέτρων στο Αρεσίμπο. Έτσι το RadioAstron σχηματίζει ένα συμβολόμετρο (ένα εικονικό ραδιοτηλεσκόπιο) μεταξύ Γης και διαστήματος.

Οι πυρήνες

Artistic view of a quasar; a super-massive black hole in the center is being fed by a disk of gas and dust, producing collimated jets of ejected material moving at nearly the speed of light. © Wolfgang Steffen, Institute for Astronomy, UNAM, Mexico

Τα κβάζαρ είναι τεράστιες μαύρες τρύπες με μάζα εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας. Βρίσκονται στο κέντρο μεγάλων γαλαξιών και εκπέμπουν πανίσχυρη ακτινοβολία, συχνά «σβήνοντας» με τη λάμψη τους όλα τα άστρα του γαλαξία τους.

Οι επιστήμονες πίστευαν ότι η θερμοκρασία στο εσωτερικό αυτών των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων δεν ξεπερνά τα 100 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, αλλά οι νέοι υπολογισμοί δείχνουν μια ασύλληπτα μεγαλύτερη θερμοκρασία. Οι επιστήμονες προς το παρόν δεν κατανοούν θεωρητικά πώς αυτό μπορεί να συμβεί.

Πηγή: Y. Y. Kovalev, N. S. Kardashev, K. I. Kellermann, A. P. Lobanov, M. D. Johnson, L. I. Gurvits, P. A. Voitsik, J. A. Zensus, J. M. Anderson, U. Bach, D. L. Jauncey, F. Ghigo, T. Ghosh, A. Kraus, Yu. A. Kovalev, M. M. Lisakov, L. Yu. Petrov, J. D. Romney, C. J. Salter, K. V. Sokolovsky. RADIOASTRONOBSERVATIONS OF THE QUASAR 3C273: A CHALLENGE TO THE BRIGHTNESS TEMPERATURE LIMITThe Astrophysical Journal, 2016; 820 (1): L9 DOI: 10.3847/2041-8205/820/1/L9