Es gibt nichts Außergewöhnlicheres als quasi-stellare Objekte oder einfacher - Quasare. Dies sind die mächtigsten und am weitesten entfernten Objekte im Universum. Und diese Kraftpakete sind ziemlich kompakt - ungefähr so groß wie unser Sonnensystem. Zu verstehen, wie sie entstanden sind und wie - oder ob - sie sich zu den Galaxien entwickeln, die uns heute umgeben, sind einige der großen Fragen, die Astronomen antreiben.
Ein neues Papier von Yue Shen und Luis C. Ho - „Die Vielfalt der durch Akkretion und Orientierung vereinten Quasare“ in der Zeitschrift Nature bestätigt nun die Bedeutung einer mathematischen Ableitung durch den berühmten Astrophysiker Sir Arthur Eddington in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts Jahrhundert, um nicht nur Sterne, sondern auch die Eigenschaften von Quasaren zu verstehen. Ironischerweise glaubte Eddington nicht, dass es Schwarze Löcher gibt, aber jetzt kann seine Ableitung, die Eddington-Leuchtkraft, zuverlässiger verwendet werden, um wichtige Eigenschaften von Quasaren über weite Bereiche von Raum und Zeit zu bestimmen.
Ein Quasar wird als akkretierend anerkannt (Bedeutung- Materie fällt auf) supermassives Schwarzes Loch im Zentrum einer „aktiven Galaxie“. Die meisten bekannten Quasare existieren in Entfernungen, die sie sehr früh im Universum platzieren. Am weitesten entfernt sind 13,9 Milliarden Lichtjahre, nur 770 Millionen Jahre nach dem Urknall. Irgendwie entwickelten sich Quasare und die sie umgebenden Galaxien zu den im Space Magazine vorhandenen Galaxien. In ihren extremen Entfernungen sind sie punktförmig und nicht von einem Stern zu unterscheiden, außer dass sich die Spektren ihres Lichts stark von denen eines Sterns unterscheiden. Einige wären so hell wie unsere Sonne, wenn sie 33 Lichtjahre entfernt wären, was bedeutet, dass sie mehr als eine Billion Mal leuchtender sind als unser Stern.
Die Eddington-Leuchtkraft definiert die maximale Leuchtkraft, die ein Stern im Gleichgewicht aufweisen kann. speziell hydrostatisches Gleichgewicht. Extrem massive Sterne und Schwarze Löcher können diese Grenze überschreiten, aber Sterne befinden sich, um über lange Zeiträume stabil zu bleiben, im hydrostatischen Gleichgewicht zwischen ihren inneren Kräften - der Schwerkraft - und den äußeren elektromagnetischen Kräften. Dies ist der Fall bei unserem Stern, der Sonne, sonst würde er zusammenbrechen oder sich ausdehnen, was in beiden Fällen nicht die stabile Lichtquelle gewesen wäre, die das Leben auf der Erde seit Milliarden von Jahren genährt hat.
Im Allgemeinen beginnen wissenschaftliche Modelle oft einfach, wie Bohrs Modell des Wasserstoffatoms, und spätere Beobachtungen können Feinheiten aufdecken, deren Erklärung eine komplexere Theorie erfordert, wie beispielsweise die Quantenmechanik für das Atom. Die Leuchtkraft und das Verhältnis von Eddington könnten mit der Kenntnis des thermischen Wirkungsgrads und des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors verglichen werden. Wenn Sie solche Werte kennen, folgen andere Eigenschaften.
Es sind nun mehrere andere Faktoren bezüglich der Eddington-Leuchtkraft bekannt, die erforderlich sind, um die heute verwendete „modifizierte Eddington-Leuchtkraft“ zu definieren.
Das neue Papier in Nature zeigt, wie die Eddington-Leuchtkraft hilft, die treibende Kraft hinter der Hauptsequenz von Quasaren zu verstehen, und Shen und Ho bezeichnen ihre Arbeit als den fehlenden endgültigen Beweis, der die Korrelation der Eigenschaften eines Quasars mit dem Eddington-Verhältnis eines Quasars quantifiziert.
Sie verwendeten archivierte Beobachtungsdaten, um die Beziehung zwischen der Stärke der optischen Eisen [Fe] - und Sauerstoff [O III] -Emissionen - stark verbunden mit den physikalischen Eigenschaften des zentralen Motors des Quasars - einem supermassiven Schwarzen Loch und dem Eddington-Verhältnis - aufzudecken . Ihre Arbeit liefert das Vertrauen und die Korrelationen, die erforderlich sind, um unser Verständnis von Quasaren und ihre Beziehung zur Entwicklung der Galaxien im frühen Universum und bis zu unserer gegenwärtigen Epoche voranzutreiben.
Astronomen studieren seit etwas mehr als 50 Jahren Quasare. Ab 1960 häuften sich Quasarentdeckungen, jedoch nur durch Beobachtung von Radioteleskopen. Dann wurde eine sehr genaue Radioteleskopmessung von Quasar 3C 273 unter Verwendung einer Mondbedeckung durchgeführt. Mit dieser Hand konnte Dr. Maarten Schmidt vom California Institute of Technology das Objekt mit dem 200-Zoll-Palomar-Teleskop im sichtbaren Licht identifizieren. Schmidt betrachtete die seltsamen Spektrallinien in seinem Licht und kam zu dem richtigen Schluss, dass Quasarspektren eine extreme Rotverschiebung aufweisen und dies auf kosmologische Effekte zurückzuführen ist. Die kosmologische Rotverschiebung von Quasaren bedeutete, dass sie räumlich und zeitlich weit von uns entfernt sind. Es bedeutete auch den Niedergang der Steady-State-Theorie des Universums und unterstützte ein expandierendes Universum, das aus einer Singularität hervorging - dem Urknall.
Die Forscher Yue Shen und Luis C. Ho sind vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Peking-Universität und arbeiten mit den Carnegie Observatories in Pasadena, Kalifornien, zusammen.
Referenzen und weiterführende Literatur:
„Die Vielfalt der Quasare, die durch Akkretion und Orientierung vereint sind“, Yue Shen, Luis C. Ho, 11. September 2014, Nature
"Was ist ein Quasar?", Space Magazine, Fraser Cain, 12. August 2013
"Interview mit Maarten Schmidt", Caltech Oral Histories, 1999
„Fünfzig Jahre Quasare, ein Symposium zu Ehren von Maarten Schmidt“, Caltech, 9. September 2013
