Unele dintre cele mai strălucitoare obiecte din Univers sunt cvasarii. În locul găurilor negre care consumă materie, ar putea exista obiecte cu câmpuri magnetice puternice, care acționează ca elice, transformând materia în galaxie.
În universul îndepărtat, tânăr, cvasarele strălucesc cu o strălucire de neegalat de orice în cosmosul local. Deși apar ca niște stele în telescoape optice, cvasarii sunt de fapt centrele luminoase ale galaxiilor aflate la miliarde de ani lumină de pe Pământ.
Nucleul de apariție a unui quasar este în prezent prezentat ca conținând un disc de gaz fierbinte în spirală într-o gaură neagră supermasivă. O parte din gazul acesta este evacuat cu putere spre exterior în două jeturi opuse la aproape viteza luminii. Teoreticienii se luptă să înțeleagă fizica discului de acumulare și a jeturilor, în timp ce observatorii se luptă să privească în inima quasarului. „Motorul” central care alimentează jeturile este dificil de studiat telescopic, deoarece regiunea este atât de compactă și observatorii Pământului sunt atât de departe.
Astronomul Rudy Schild de la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian (CfA) și colegii săi au studiat cvasarul cunoscut sub numele de Q0957 + 561, situat la aproximativ 9 miliarde de ani lumină de Pământ în direcția constelației Ursa Major, în apropierea Big Dipper. Acest quasar deține un obiect compact central care conține o masă de 3-4 miliarde de Soli. Majoritatea ar considera că obiectul este o „gaură neagră”, dar cercetările lui Schild sugerează altfel.
„Nu numim acest obiect o gaură neagră, deoarece am găsit dovezi că conține un câmp magnetic ancorat intern care pătrunde chiar prin suprafața obiectului central prăbușit și care interacționează cu mediul quasar”, a comentat Schild.
Cercetătorii au ales Q0957 + 561 pentru asocierea sa cu o lentilă cosmică naturală. Gravitatea unei galaxii din apropiere îndoaie spațiul, formând două imagini ale cvasarului îndepărtat și mărind lumina acesteia. Stelele și planetele din galaxia din apropiere afectează, de asemenea, lumina quasarului, provocând mici fluctuații ale luminozității (într-un proces numit „microlensing”) atunci când se abate în linia de vedere dintre Pământ și quasar.
Schild a monitorizat luminozitatea quasarului timp de 20 de ani și a condus un consorțiu internațional de observatori care operează 14 telescoape să mențină obiectul în permanență în mod constant în ceas.
„Cu microlensing, putem distinge mai multe detalii de la așa-numita„ gaură neagră ”, la două treimi din drumul până la marginea universului vizibil decât putem din gaura neagră din centrul Calea Lactee”, a spus Schild.
Printr-o analiză atentă, echipa a preluat detalii despre nucleul quasarului. De exemplu, calculele lor au identificat locația în care se formează jeturile.
„Cum și unde se formează aceste jeturi? Nici după 60 de ani de observații radio, nu am avut niciun răspuns. Acum, probele sunt, și știm ”, a spus Schild.
Schild și colegii săi au descoperit că jeturile par să iasă din două regiuni cu 1.000 de unități astronomice ca mărime (de aproximativ 25 de ori mai mare decât distanța Pluto-Soare) situate 8.000 de unități astronomice chiar deasupra polilor obiectului compact central. (O unitate astronomică este definită ca distanța medie de la Pământ la Soare, sau 93 de milioane de mile.) Cu toate acestea, această locație ar fi de așteptat doar dacă jeturile ar fi alimentate prin reconectarea liniilor de câmp magnetic care au fost ancorate la obiectul compact supermassiv rotativ. în cadrul quasarului. Interacționând cu un disc de acreție înconjurător, astfel de linii de câmp magnetic învârtindu-se, se înfășoară mai strâns și se strâng până se unesc, se reconectează și se rup, producând cantități uriașe de energie care alimentează jeturile.
"Acest cvasar pare a fi dominat dinamic de un câmp magnetic ancorat intern la obiectul său central, rotativ supermassiv rotativ", a declarat Schild.
În structurile înconjurătoare se găsesc dovezi pentru importanța câmpului magnetic ancorat intern al quasarului. De exemplu, regiunea interioară cea mai apropiată de cvasar pare să fi fost curățată de materiale. Marginea interioară a discului de acreție, amplasată la aproximativ 2.000 de unități astronomice de la obiectul compact central, este încălzită până la incandescență și strălucește puternic. Ambele efecte sunt semnăturile fizice ale unui câmp magnetic rotativ, interior fiind atras de rotirea obiectului compact central - un fenomen supranumit „efectul elicei magnetice”.
De asemenea, observațiile sugerează prezența unei ieșiri în formă de con largă de pe discul de acumulare. Acolo unde este aprins de cvasarul central, strălucește într-un contur asemănător unui inel, cunoscut sub numele de structura Elvis, după colegul lui Schild, CfA, Martin Elvis, care și-a teoretizat existența. Deschiderea unghiulară surprinzător de mare a fluxului de ieșire observată este explicată cel mai bine prin influența unui câmp magnetic intrinsec conținut în obiectul compact central din acest cvasar.
Având în vedere aceste observații, Schild și colegii săi, Darryl Leiter (Marwood Astrophysics Research Center) și Stanley Robertson (Southwestern Oklahoma State University), au propus o teorie controversată potrivit căreia câmpul magnetic este intrinsec obiectului compact, supermassiv, al quasarului, mai degrabă. decât făcând parte din discul de acumulare, așa cum cred majoritatea cercetătorilor. Dacă se confirmă, această teorie ar duce la o nouă imagine revoluționară a structurii quasarului.
„Constatarea noastră contestă viziunea acceptată a găurilor negre”, a spus Leiter. „Am propus chiar un nou nume pentru ei - Magnetospheric Eternally Collapsing Objects, sau MECOs”, o variantă a numelui inventată pentru prima dată de astrofizicianul indian Abhas Mitra în 1998. „Astrofizicienii de acum 50 de ani nu aveau acces la înțelegerea modernă a electrodinamicii cuantice care se află în spatele noilor noastre soluții la ecuațiile originale ale relativității lui Einstein. "
Această cercetare sugerează că, pe lângă masa și rotirea sa, obiectul compact al quasarului poate avea proprietăți fizice mai mult ca un dipol magnetic învârtit, învârtit decât ca o gaură neagră. Din acest motiv, majoritatea materiilor care se apropie nu dispar pentru totdeauna, ci în schimb, simt câmpurile magnetice rotative, precum motorul și sunt răsucite înapoi. Conform acestei teorii, un MECO nu are un orizont de eveniment, astfel încât orice materie care poate fi obținută prin elice magnetică este încetinită treptat și oprită la suprafața extrem de redusă a MECO, cu doar un semnal slab care conectează radiația din această materie. la un observator îndepărtat. Acest semnal este foarte greu de observat și nu a fost detectat de la Q0957 + 561.
Această cercetare a fost publicată în numărul de iulie 2006 al Astronomical Journal și este disponibilă online la http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Cu sediul central în Cambridge, Mass., Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică (CfA) este o colaborare comună între Smithsonian Astrophysical Observatory și Harvard College Observatory. Oamenii de știință CfA, organizați în șase divizii de cercetare, studiază originea, evoluția și soarta finală a universului.
Sursa originală: Comunicat de presă CfA
