Минулого тижня астрономи з Єльського університету повідомили, що побачили щось незвичне: здавалося б, маячний маяк з далеких районів Всесвіту затих. Цей реліктовий джерело світла, квазар, розташований в районі нашого неба, відомому як небесний екватор, несподівано за 6-7 разів затуманився за перше десятиліття 21 століття. Завдяки цій різкій зміні освітленості, тепер астрономи мають безпрецедентну можливість вивчати як життєвий цикл квазарів, так і галактики, які вони колись називали домом.
Квазар виникає з далекої (а отже, дуже старої) галактики, яка колись містила центральну, обертову надмасивну чорну діру - те, що астрономи називають активним галактичним ядром. Цей прядильний звір несамовито поглинав велику кількість навколишнього газу і пилу, виганяючи навколишній матеріал і відправляючи його витікаючи з галактики з блискучими швидкостями. Квазари світять тому, що ці древні струмені досягли величезної енергії, тим самим породивши струм світла, настільки потужний, що астрономи все ще можуть виявити його тут, на Землі, мільярди років потому.
У свій день розквіту деякі активні ядра галактики також були достатньо енергійними, щоб збуджувати електрони далі від центральної чорної діри. Але навіть у дуже ранньому Всесвіті електрони не могли витримати такого збудження назавжди; закони фізики цього не дозволяють. Врешті-решт, кожен електрон повернеться до стану спокою, вивільнивши фотон відповідної енергії. Цей цикл збудження відбувався знову і знову, за регулярними і передбачуваними схемами. Сучасні астрономи можуть візуалізувати ці переходи - та енергії, що їх викликали - досліджуючи оптичний спектр квазара на характерні лінії випромінювання на певній довжині хвилі.
Однак не всі квазари створюються рівними. У той час як спектри деяких квазарів виявляють багато яскравих, широких ліній випромінювання з різною енергією, спектри інших квазарів складаються лише з тьмяного і вузького розмаїття. До цього часу деякі астрономи вважали, що ці зміни в лініях викидів серед квазарів були просто пов'язані з різницею їх орієнтації, що спостерігається із Землі; тобто чим більше квазар був відносно нас, тим ширші лінії емісії зможуть побачити астрономи.
Але все це зараз було поставлено під сумнів, завдяки нашому другові J015957.64 + 003310.5, квазару, виявленому командою астрономів в Єлі. Дійсно, зараз правдоподібно, що схема емісійних ліній квазара просто змінюється протягом його життя. Зібравши десятирічні спектральні спостереження з квазару, дослідники спостерігали його первісну зміну яскравості у 2010 році. У липні 2014 року вони підтвердили, що вона все ще настільки ж тьмяна, спростуючи гіпотези, які припускають, що ефект викликаний просто втручанням газу або пилу . "Ми розглянули сотні тисяч квазарів у цей момент, і тепер знайшли одне, що вимкнулося", - пояснила К. Меган Уррі, співавтор дослідження.
Як би це сталося, запитаєте ви? Зауваживши порівняльну недостатність широких ліній викидів у своєму спектрі, Уррі та її колеги вважають, що давно чорна діра в основі квазару просто перейшла на дієту. Зрештою, активне галактичне ядро, яке споживало менше матеріалу, генерувало б менше енергії, викликаючи слабкі струмені частинок і менше збуджених атомів. "Джерело живлення просто затуманилося", - сказала Стефані Ламасса, головний дослідник дослідження.
Ламасса продовжив: "Оскільки життєвий цикл квазара є однією з найбільших невідомих, захоплюючи його, коли він змінюється, протягом життя людини, є дивним". А оскільки життєвий цикл квазарів залежить від життєвого циклу надмасивних чорних дір, це відкриття може допомогти астрономам пояснити, як ті, що лежать у центрі більшості галактик, розвиваються з часом - включаючи Стрільця А *, надмасивну чорну діру центр нашого Чумацького Шляху.
"Навіть незважаючи на те, що астрономи вивчають квазари більше 50 років, захоплююче, що хтось, як я, який вивчав чорні діри майже десятиліття, може знайти щось абсолютно нове", - додав ЛаМасса.
Дослідження команди будуть опубліковані у майбутньому номері Астрофізичний журнал. Попередній друк статті доступний тут.