A kvazárok a világegyetem legfényesebb tárgyai, és a csillagászok úgy vélik, hogy ezeket a környezeti sugárzás kiáradása okozza egy aktívan tápláló, szupermasszív fekete lyuk körül. A csillagászok egy viszonylag közeli galaxis gravitációját használják gravitációs lencsékként a távoli kvazár fényének fókuszálására, így ezt a lenyűgöző képet nyújtva.
A csillagászok először új módszer alkalmazásával vizsgálták a kvazár belsejét, és meghatározták az úgynevezett akrilációs korongot a fekete lyuk körül. A tanulmány további megerősítést ad arra, amit a tudósok régóta gyanítottak - hogy a kvazárok szupermasszív fekete lyukait olyan anyagszuperhevített lemezek veszik körül, amelyek bennük spirálnak.
A Penn Állami Egyetem és az Ohio Állami Egyetem kutatóit bevonó projekt eredményeiről, valamint a NASA Chandra Röntgenmegfigyelő Intézetével kapcsolatos megfigyelésekről ma (2006. október 5.) számolunk be az Amerikai Csillagászati Társaság (AAS) nagy energiatartású asztrofizikájának ülésén. Divízió San Franciscóban.
A kutatócsoport, Christopher Kochanek vezetésével, az Ohio állambeli Xinyu Dai és Nicholas Morgan az Ohio államban, valamint George Chartas és Gordon Garmire a Penn államban. A csapat megvizsgálta a két kvazár belső szerkezetét, amelyek fénye csak akkor vált láthatóvá, amikor egy galaxis véletlenül egyenesen állt közöttük a Földdel, fényükkel lencsékként nagyítva. A csillagászok ezt a „gravitációs lencsének” vagy „mikrolengetésnek” nevezett hatást hasonlították össze azzal, hogy mikroszkóp alatt képesek legyenek a kvazárokra.
„Számos modell próbálja leírni, hogy mi történik egy kvazáron belül, és korábban egyiket sem lehetett kizárni. Most közülük néhányuk képes ”- mondta Xinyu Dai, az Ohio állam posztdoktori kutatója, aki nemrégiben szerezte doktori fokozatát Penn államban. "Megkezdhetjük a kvazárok pontosabb modelljeit, és teljesebb képet kaphatunk a fekete lyukakról."
Garnire (Penn State) a NASA Chandra obszervatóriumában az Advanced CCD képalkotó spektrométer (ACIS) röntgen kamerájának fő kutatója, amelyet az csillagászok a két kvazár gravitációs lencséjének megfigyelésére használtak. Ezt a röntgenkamerát a NASA számára fejlesztette ki és fejlesztette ki Penn State és a Massachusetts Technológiai Intézet Garmire vezetésével, aki a Penn State Evan Pugh csillagászati és asztrofizikai professzora. Szinte minden fontos Chandra-felfedezés az ACIS kamerával végzett megfigyeléseken alapult.
A Földtől nézve a kvazárok vagy kvázi-csillagos tárgyak csillagoknak tűnnek. Rendkívül fényesek, ezért láthatjuk őket még akkor is, ha az univerzum legtávolabbi objektumai közé tartoznak. A csillagászok évtizedek óta zavartak a kvazárok felett, mielőtt úgy döntöttek, hogy valószínűleg szuper-masszív fekete lyukakat tartalmaznak, amelyek több milliárd évvel ezelőtt képződtek. A fekete lyukba eső anyag fényesen ragyog, és kvazárok esetén sokféle energián keresztül ragyog, beleértve a látható fényt, a rádióhullámokat és a röntgen sugarait.
„A fekete lyukak szonda akkreditációs tartományainak röntgenfelvételei a fekete lyukhoz közelebb, mint az optikai sávban” - magyarázza Chartas, a Penn State egyik vezető kutató munkatársa, aki elemezte a röntgenadatokat, amelyek a a mikrolensing tanulmány tárgyait. „Ha összehasonlítottuk a mikrolengetéses esemény röntgenfényű görbéit a több optikai sávban lévőkkel, akkor következtethetünk az emissziós régiók relatív méretére. Ez az összehasonlítás lehetővé tette számunkra, hogy korlátozzuk a fekete lyuk akkreditációs lemezének szerkezetét különböző hullámhosszon. "
A kvazárok olyan messze vannak, hogy még a legfejlettebb távcsövekben is, mint egy apró fénypont. De Einstein azt jósolta, hogy az űrben lévő hatalmas tárgyak néha lencsékként viselkednek, meghajolva és nagyítva a hátuk mögött lévő tárgyak fényét, amint azt egy megfigyelő látja. A hatást gravitációs lencsének nevezik, és lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy néhány tárgyat egyébként elérhetetlen részletekkel tanulmányozzanak. "Szerencsére számunkra a csillagok és galaxisok néha nagyon nagy felbontású távcsövekként működnek" - mondta Kochanek. "Most nem csak a kvazárt nézzük, hanem a kvazár belsejét is vizsgáljuk, és odajutunk oda, ahol a fekete lyuk van."
A tudósok meg tudták mérni az úgynevezett akkumulációs korong méretét az egyes kvazárokban lévő fekete lyuk körül. Mindegyikben a lemez körülvett egy kisebb területet, amely röntgen sugárzást bocsátott ki, mintha a lemez anyagát felmelegítették volna, amikor beleesett a középső fekete lyukba. Erre számítottak számukra, figyelembe véve a kvazárokkal kapcsolatos jelenlegi elképzeléseiket. De a belső nézet segít nekik a fogalmak finomításában, mondta Dai.
A projekt kulcsa a NASA Chandra X-Ray Observatory volt, amely lehetővé tette a csillagászoknak, hogy pontosan meghatározzák az egyes kvazárok röntgenkibocsátó régiójának fényerejét. Összekapcsolta ezeket a méréseket az optikai távcsövekkel, amelyek a Kis- és a közepes apertúrájú kutatóteleszkóp-rendszer konzorciumhoz és az optikai gravitációs lencsés kísérlethez tartoznak. A csillagászok megvizsgálták a kvazárokból származó röntgen és a látható fény variabilitását, és összehasonlították ezeket a méréseket, hogy kiszámítsák az akkumulációs korong méretét. Használtak egy számítógépes programot, amelyet Kochanek készített különösen az ilyen számításokhoz, és egy 48 processzoros számítógépes fürtön futtatta. Az egyes kvazárok számítása körülbelül egy hétig tartott.
Az általuk vizsgált két kvazár neve RXJ1131-1231 és Q2237 + 0305, és nekik nincs semmi különös, mondta Kochanek, kivéve, hogy mindkettő gravitációs lencséje volt. Ő és csoportja jelenleg 20 ilyen lencsés kvazárt tanulmányoz, és szeretnének röntgen adatot gyűjteni mindegyikről.
Ez a projekt az Ohio állam és a Penn State közötti folyamatos együttműködés része. A kutatást a NASA finanszírozza. A számítógépes klasztert az Ohio Cluster Ohio, az Ohio Supercomputer Center (OSC), az Ohio Regents Board és az OSC Statewide Users Group kezdeményezése biztosítja. A NASA Marshall űrrepülési központja az alabamai Huntsville-ben irányítja az ügynökség Tudományos Misszió Igazgatóságának Chandra programját. A Smithsonian Astrophysical Observatory Cambridge-ben (Massachusetts) irányítja a tudományos és repülési műveleteket a Chandra X-ray Center-ről Cambridge-ben, Massachusettsben.
Eredeti forrás: PSU sajtóközlemény
