W zeszłym tygodniu astronomowie z Uniwersytetu Yale donieśli, że widzieli coś niezwykłego: pozornie trwały sygnał z dalekich krańców Wszechświata ucichł. To reliktowe źródło światła, kwazar znajdujący się w rejonie naszego nieba, znanym jako równik niebieski, niespodziewanie stał się 6-7 razy ciemniejszy w pierwszej dekadzie XXI wieku. Dzięki tej dramatycznej zmianie jasności astronomowie mają teraz niespotykaną okazję zbadania zarówno cyklu życia kwazarów, jak i galaktyk, które kiedyś nazywali domem.
Kwasar powstaje z odległej (a zatem bardzo starej) galaktyki, która kiedyś zawierała centralną, obracającą się supermasywną czarną dziurę - co astronomowie nazywają aktywnym jądrem galaktycznym. Ta wirująca bestia pochłonęła ogromne ilości otaczającego gazu i pyłu, kopiąc otaczający materiał i wysyłając go z galaktyki z zawrotną prędkością. Kwazary świecą, ponieważ te starożytne odrzutowce osiągnęły olbrzymią energię, tworząc w ten sposób strumień światła tak potężny, że astronomowie nadal są w stanie go wykryć tutaj, na Ziemi, miliardy lat później.
W swoich czasach niektóre aktywne jądra galaktyczne były również wystarczająco energiczne, aby wzbudzać elektrony dalej od centralnej czarnej dziury. Ale nawet w bardzo wczesnym Wszechświecie elektrony nie były w stanie wytrzymać tego rodzaju podniecenia na zawsze; prawa fizyki na to nie pozwalają. W końcu każdy elektron spadnie z powrotem do stanu spoczynku, uwalniając foton o odpowiedniej energii. Ten cykl podniecenia zdarzał się w kółko, w regularnych i przewidywalnych wzorach. Współcześni astronomowie mogą wizualizować te przejścia - i energie, które je spowodowały - badając spektrum optyczne kwazara dla charakterystycznych linii emisji przy określonych długościach fal.
Jednak nie wszystkie kwazary są sobie równe. Podczas gdy widma niektórych kwazarów ujawniają wiele jasnych, szerokich linii emisji przy różnych energiach, widma innych kwazarów składają się tylko z ciemnej, wąskiej odmiany. Do tej pory niektórzy astronomowie sądzili, że te zmiany linii emisji między kwazarami wynikały po prostu z różnic w ich orientacji widzianej z Ziemi; to znaczy im bardziej twarze na kwazar były względem nas, tym szersze linie emisji byłyby w stanie zobaczyć astronomowie.
Ale wszystko to zostało teraz zakwestionowane, dzięki naszemu przyjacielowi J015957.64 + 003310.5, kwazarowi odkrytemu przez zespół astronomów w Yale. Rzeczywiście, jest obecnie prawdopodobne, że wzór linii emisyjnych kwazara po prostu zmienia się w ciągu jego życia. Po zebraniu dziesięciu lat obserwacji spektralnych z kwazara naukowcy zaobserwowali jego pierwotną zmianę jasności w 2010 r. W lipcu 2014 r. Potwierdzili, że nadal jest on równie niewyraźny, obalając hipotezy, które sugerowały, że efekt był po prostu spowodowany interweniującym gazem lub pyłem . „W tym momencie przyjrzeliśmy się setkom tysięcy kwazarów, a teraz znaleźliśmy taki, który się wyłączył” - wyjaśnia C. Megan Urry, współautorka badania.
Jak by to się stało, pytasz? Po zaobserwowaniu porównywalnego braku szerokich linii emisji w swoim spektrum, Urry i jej koledzy uważają, że dawno temu czarna dziura w sercu kwazara po prostu poszła na dietę. W końcu aktywne jądro galaktyczne, które zużywało mniej materiału, generowałoby mniej energii, powodując słabsze strumienie cząstek i mniej wzbudzonych atomów. „Źródło zasilania właśnie przygasło”, powiedziała Stephanie LaMassa, główny badacz badania.
LaMassa kontynuował: „Ponieważ cykl życia kwazara jest jedną z wielkich niewiadomych, złapanie jednego, gdy zmienia się w ciągu ludzkiego życia, jest niesamowite”. A ponieważ cykl życiowy kwazarów zależy od cyklu życiowego supermasywnych czarnych dziur, odkrycie to może pomóc astronomom wyjaśnić, jak ewoluują te, które leżą w centrum większości galaktyk, wraz z upływem czasu - w tym Strzelcem A *, supermasywną czarną dziurą w centrum naszej Drogi Mlecznej.
„Chociaż astronomowie badają kwazary od ponad 50 lat, ekscytujące jest to, że ktoś taki jak ja, który badał czarne dziury od prawie dekady, może znaleźć coś zupełnie nowego”, dodał LaMassa.
Badania zespołu zostaną opublikowane w nadchodzącym numerze The Astrophysical Journal. Wstępny wydruk papieru jest dostępny tutaj.
