Neki od najsvjetlijih objekata u Svemiru su kvazari. Umjesto da crne rupe konzumiraju materiju, mogli bi biti predmeti s moćnim magnetskim poljem koja djeluju poput propelera, probijajući tvar natrag u galaksiju.
U dalekom, mladom svemiru, kvazarima sjaji sjaj koji ne može dostići ništa u ovdašnjem kozmosu. Iako se u optičkim teleskopima pojavljuju poput zvijezda, kvazari su zapravo svijetli centri galaksija koji se nalaze milijarde svjetlosnih godina od Zemlje.
Trenutno jezgra kvazara je prikazana tako da sadrži disk vrućeg plina koji se spiralizira u supermasiranu crnu rupu. Dio tog plina na silu se izbacuje prema van u dva suprotstavljena mlaza brzinom svjetlosti. Teoretičari se bore da razumiju fiziku akreacijskog diska i mlaznica, dok se promatrači trude zaviriti u kvazarino srce. Centralni „motor“ koji pokreće mlaznice teško je teleskopski proučiti jer je regija tako kompaktna, a promatrači Zemlje su tako daleko.
Astronom Rudy Schild iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA) i njegovi kolege proučavali su kvazar poznat kao Q0957 + 561, smješten oko 9 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, u smjeru zviježđa glavna Ursa, u blizini Velikog potapanja. Ovaj kvazar drži središnji kompaktni objekt koji sadrži masu od 3-4 milijarde Sunca. Većina bi taj objekt smatrala "crnom rupom", ali Schildova istraživanja sugeriraju drugačije.
"Ne nazivamo ovaj objekt crnom rupom jer smo pronašli dokaze da on sadrži unutarnje usidreno magnetsko polje koje prodire kroz površinu srušenog središnjeg predmeta i koje djeluje u okruženju kvazara", komentirao je Schild.
Istraživači su odabrali Q0957 + 561 zbog povezanosti s prirodnim kozmičkim sočivima. Gravitacija obližnje galaksije savija prostor, formirajući dvije slike dalekog kvazara i povećavajući njegovu svjetlost. Zvijezde i planeti u obližnjoj galaksiji također utječu na svjetlost kvazara, uzrokujući male fluktuacije svjetline (u procesu koji se naziva „mikroosvještavanje“) kada se uvuku u vidno polje između Zemlje i kvazara.
Schild je 20 godina pratio sjaj kvazara i vodio međunarodni konzorcij promatrača koji su upravljali 14 teleskopima kako bi se objekt održavao pod stalnim budnim okom u kritičnim vremenima.
"Pomoću mikrolektiranja možemo razabrati više detalja iz ove takozvane 'crne rupe' dvije trećine puta do ruba vidljivog svemira nego što to možemo iz crne rupe u središtu Mliječnog puta", rekao je Schild.
Pažljivom analizom tim je utvrdio detalje o jezgri kvazara. Na primjer, njihovi proračuni odredili su mjesto na kojem se formiraju mlazovi.
"Kako i gdje se formiraju ovi mlazovi? Ni nakon 60 godina radio opažanja nismo imali odgovor. Sada se nalaze dokazi i znamo - rekao je Schild.
Schild i njegovi kolege otkrili su da mlazovi potiču iz dvije regije veličine 1.000 astronomskih jedinica (oko 25 puta veće od udaljenosti Pluton-Sunce) koje se nalaze 8.000 astronomskih jedinica neposredno iznad stupova središnjeg kompaktnog objekta. (Astronomska jedinica definirana je kao prosječna udaljenost od Zemlje do Sunca ili 93 milijuna milja.) Međutim, to bi se mjesto moglo očekivati samo ako se mlazovi pokreću ponovnim povezivanjem linija magnetskog polja koje su bile usidrene u rotirajući supermasivni kompaktni objekt unutar kvazara. Interakcijom s okolnim akrecijskim diskom, takve se okretne magnetske polja savijaju, navijaju se čvršće i čvršće dok se eksplozivno ne ujedine, ponovno povežu i razbiju, oslobađajući ogromne količine energije koje pokreću mlaznice.
"Čini se da ovaj kvazar dinamički dominira magnetskim poljem unutar usidrenim na njegov središnji, rotirajući supermasivni kompaktni objekt", izjavio je Schild.
Daljnji dokazi o važnosti magnetnog polja kvazara unutar pronađena su u okolnim strukturama. Na primjer, čini se da je unutarnja regija najbliža kvazaru očišćena od materijala. Unutarnji rub akrektorskog diska, smješten oko 2000 astronomskih jedinica iz središnjeg kompaktnog objekta, zagrijava se do žarulje i svijetli jarko. Oba efekta su fizički znakovi vrtloženja, unutarnjeg magnetskog polja koje se povlači naokolo rotacijom središnjeg kompaktnog objekta - fenomen nazvan "efekt magnetskog propelera".
Promatranja također sugeriraju prisutnost širokog konusnog odljeva s akrecijskog diska. Tamo gdje je osvijetljen središnjim kvazarom, on sjaji u obručastom obrisu poznatom kao Elvisova struktura po Schildinom kolegi iz CfA, Martinu Elvisu, koji je teoretizirao njegovo postojanje. Iznenađujuće velik kutni otvor odljeva koji se opaža najbolje se objašnjava utjecajem unutarnjeg magnetskog polja sadržanog u središnjem kompaktnom objektu u ovom kvazaru.
U svjetlu ovih promatranja, Schild i njegovi kolege, Darryl Leiter (istraživački centar Marwood Astrophysics) i Stanley Robertson (Državno sveučilište u jugozapadnoj državi Oklahoma) predložili su kontroverznu teoriju da je magnetsko polje svojstveno kvazitarovom središnjem, supermasivnom kompaktnom objektu, radije nego samo što je dio akcesorskog diska kako misli većina istraživača. Ukoliko se potvrdi, ova bi teorija dovela do revolucionarne nove slike strukture kvazara.
"Naš nalaz dovodi u pitanje prihvaćeni pogled na crne rupe", rekao je Leiter. "Mi smo čak predložili novo ime za njih - Magnetosferski vječno srušeni objekti ili MECO", varijanta naziva koji je prvi put skovao indijski astrofizičar Abhas Mitra 1998. "Astrofizičari prije 50 godina nisu imali pristup modernom razumijevanju kvantne elektrodinamike koja stoji iza naših novih rješenja s Einsteinovim izvornim jednadžbama relativnosti. "
Ovo istraživanje sugerira da, osim svoje mase i centrifuge, središnji kompaktni objekt kvazara može imati fizička svojstva više kao visoko crveni pomaknuti, vrtičasti magnetski dipol nego poput crne rupe. Iz tog razloga, većina materija koja se približava ne nestaje zauvijek, već umjesto toga osjeti rotirajuća magnetska polja poput motora i ponovno se okreće. Prema ovoj teoriji, MECO nema horizont događaja, tako da se svaka materija koja je magnetnim propelerom sposobna dobiti postupno usporava i zaustavlja se na MECO-inoj visoko pomaknutoj površini, sa samo slabim signalom koji povezuje zračenje iz te materije. udaljenom promatraču. Taj je signal teško primijetiti i nije detektiran iz Q0957 + 561.
Ovo je istraživanje objavljeno u broju za astronomski časopis za srpanj 2006., a dostupno je na internetskoj stranici http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Sa sjedištem u Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziku (CfA) zajednička je suradnja između Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Znanstvenici iz CfA, organizirani u šest istraživačkih odjela, proučavaju podrijetlo, evoluciju i konačnu sudbinu svemira.
Izvorni izvor: CfA News Release
