Kvazarai yra vieni ryškiausių visatos objektų, ir astronomai mano, kad juos sukelia aplinkos spinduliavimas aplink aktyviai maitinamą supermasyvią juodąją skylę. Astronomai panaudojo gravitaciją iš gana artimos galaktikos kaip gravitacinį lęšį, kad sufokusuotų šviesą iš atokiau esančio kvazaro, sukurdami šį įspūdingą vaizdą.
Pirmą kartą naudodamiesi nauja technika, astronomai pažvelgė į kvazaro vidų ir išmatavo vadinamąjį kaupimosi diską aplink juodąją skylę. Tyrimas suteikia papildomo patvirtinimo tam, ką mokslininkai seniai įtarė - kad supermasyvios juodosios kvazarų skylės yra apsuptos ypač įkaitintais diskais, kurie į juos spiraliauja.
Projekto, kuriame dalyvavo mokslininkai iš Penno valstijos ir Ohajo valstijos universitetų, rezultatai ir stebėjimai su NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija pradedami pranešti šiandien (2006 m. Spalio 5 d.) Amerikos astronomijos draugijos (AAS) didelės energijos astrofizikos susirinkime. Skyrius San Franciske.
Tyrimų komandą, kuriai vadovauja Christopheris Kochanekas iš Ohajo valstijos, sudaro Xinyu Dai ir Nicholas Morgan Ohajo valstijoje bei George'as Chartas ir Gordonas Garmire'as Penno valstijoje. Komanda ištyrė dviejų kvazarų, kurių šviesa tapo matoma tik tada, kai galaktika atsidūrė tiesiai tarp jų ir Žemės, vidines struktūras, padidindama jų šviesą kaip objektyvą. Astronomai palygino šį efektą, žinomą kaip „gravitacinis lęšis“ arba „mikrotraukimas“, kad būtų galima pažvelgti į kvazarus per mikroskopą.
„Yra daugybė modelių, kurie bando aprašyti, kas vyksta kvazaro viduje, ir anksčiau nė vienas iš jų negalėjo būti atmestas. Dabar kai kurie iš jų gali “, - teigė Xinyu Dai, Ohajo valstijos podoktorantūros tyrėjas, neseniai įgijęs daktaro laipsnį Penno valstijoje. „Mes galime pradėti kurti tikslesnius kvazarų modelius ir susidaryti išsamesnį vaizdą apie juodąsias skyles.“
Garmire iš Penno valstijos yra pagrindinis NASA „Chandra“ observatorijos - Advanced CCD vaizdavimo spektrometro (ACIS) - rentgeno fotoaparato tyrėjas, kurį astronomai stebėjo dviejų kvazarų gravitacinius lęšius. Šį rentgeno fotoaparatą NASA sumanė ir sukūrė Penn State ir Masačusetso technologijos institutas, vadovaujamas Garmire, kuris yra Evano Pugho astronomijos ir astrofizikos profesorius Penn State. Beveik kiekvienas svarbus „Chandra“ atradimas buvo paremtas stebėjimais naudojant ACIS kamerą.
Žiūrint iš žemės, kvazariai ar kvazidžvaigždiniai objektai atrodo kaip žvaigždės. Jie yra ypač ryškūs, todėl mes galime juos pamatyti, net jei jie yra tarp tolimiausių objektų visatoje. Astronomai prieš keletą dešimtmečių suglumino kvazarus, prieš nuspręsdami, kad juose greičiausiai yra milžiniškos juodosios skylės, susiformavusios prieš milijardus metų. Medžiaga, patenkanti į juodąją skylę, švyti ryškiai, o kvazarų atveju ji šviečia įvairiausiomis energijomis, įskaitant matomą šviesą, radijo bangas ir rentgeno spindulius.
„Rentgeno spinduliai iš juodųjų skylių zondo, esančio arčiau juodosios skylės, sklidimo zonų, nei optinėje juostoje“, - aiškina Peno valstijos vyresnysis mokslo darbuotojas Chartasas, kuris išanalizavo rentgeno duomenis, gautus stebint keletą iš šio mikrolensingo tyrimo objektus. „Palyginę mikrolygio įvykio rentgeno spindulius su keliomis optinėmis juostomis, mes nustatėme santykinius spinduliuotės regionų dydžius. Šis palyginimas leido mums apriboti juodosios skylės kaupimosi disko struktūrą skirtingais bangų ilgiais “.
Kvazariai yra taip toli, kad net ir pačiuose pažangiausiuose teleskopuose jie paprastai atrodo kaip mažas šviesos taškas. Tačiau Einšteinas numatė, kad masyvūs objektai erdvėje kartais gali veikti kaip lęšiai, lenkdami ir didindami šviesą iš objektų, esančių už jų, kaip mato stebėtojas. Šis efektas vadinamas gravitaciniu lęšiu ir suteikia astronomams galimybę ištirti kai kuriuos objektus kitaip nepasiekiamai detaliai. „Mūsų laimei, žvaigždės ir galaktikos kartais veikia kaip labai didelės skiriamosios gebos teleskopai“, - teigė Kochanek. „Dabar mes ne tik žiūrime į kvazarį, bet ir zonduojame patį kvazaro vidų ir einame žemyn ten, kur yra juodoji skylė.“
Mokslininkai sugebėjo išmatuoti vadinamojo kaupimosi disko dydį aplink juodąją skylę kiekvieno kvazaro viduje. Kiekviename diske buvo mažesnė sritis, spinduliuojanti rentgeno spinduliais, tarsi disko medžiaga būtų įkaista, nes ji pateko į juodąją skylę centre. Būtent to jie ir tikėjosi pamatyti, atsižvelgiant į dabartines mintis apie kvazarus. Tačiau vidinis vaizdas padės jiems patikslinti šias sąvokas, sakė Dai.
Projekto raktas buvo NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija, leidusi astronomams tiksliai išmatuoti kiekvieno kvazaro rentgeno spinduliuotės spindulį. Jie sujungė tuos matavimus iš optinių teleskopų, priklausančių mažos ir vidutinės apertūros tyrimų teleskopo sistemos konsorciumui ir optinio gravitacinio objektyvo eksperimentui. Astronomai ištyrė rentgeno spindulių ir matomos šviesos, gaunamos iš kvazarų, kintamumą ir palygino tuos matavimus, kad apskaičiuotų kiekvienos akcencijos disko dydį. Jie naudojo kompiuterinę programą, kurią Kochanek sukūrė specialiai tokiems skaičiavimams, ir paleido ją į 48 procesorių kompiuterių grupę. Kiekvieno kvazaro skaičiavimai užtruko maždaug savaitę.
Du jų ištirti kvazariai yra vadinami RXJ1131-1231 ir Q2237 + 0305, ir juose nėra nieko ypatingo, sakė Kochanekas, išskyrus tai, kad abu jie buvo traukiami gravitaciniu požiūriu. Šiuo metu jis su grupe studijuoja 20 tokių objektyvų kvazarų ir nori, kad galų gale surinktų visų jų rentgeno duomenis.
Šis projektas yra nuolatinio Ohajo valstijos ir Peno valstijos bendradarbiavimo dalis. Tyrimą finansuoja NASA. Kompiuterių klasterį pateikė „Cluster Ohio“, Ohajo superkompiuterio centro (OSC), Ohajo „Regents“ valdybos ir OSC valstybinės vartotojų grupės iniciatyva. NASA Marshallo kosminių skrydžių centras Huntsvilyje (Alabamos valstija) valdo agentūros Mokslo misijos direktorato „Chandra“ programą. Smitsono astrofizikos observatorija Kembridže, Masačusetso valstijoje, kontroliuoja mokslo ir skrydžių operacijas iš „Chandra“ rentgeno centro Kembridže, Masačusetso valstijoje.
Originalus šaltinis: PSU žinių laida
