Rumdrager:Forskere observerer energiforbrug i kvasarer

Kvasarer er universets lyseste fyrtårne; skinner med størrelser mere lysstyrke end hele galakser og de stjerner, de indeholder. I centrum af dette lys, i hjertet af en kvasar, forskere mener, er et altopslugende sort hul.

Forskere har for første gang observeret den accelererede hastighed, hvormed otte kvasarer forbruger interstellart brændstof for at føde deres sorte huller. De offentliggjorde deres resultater den 4. september, Natur .

"Som de mest lysende faste fyrtårne ​​i universet, kvasarer menes at være drevet af en tilvækstskive omkring det centrale sorte hul, " sagde Hongyan Zhou, papirforfatter og fakultetsmedlem ved University of Science and Technology i Kina. Zhou er også tilknyttet SOA Key Laboratory for Polar Science i Polar Research Institute of China.

Zhou sammenlignede det sorte hul med en udsultet drage.

"Det supermassive sorte hul i midten af ​​kvasaren opsluger en enorm mængde af nærliggende materialer, som blænder og skinner, når de udgør en tilvækstskive, før de til sidst glider ned i det sorte hul, " sagde Zhou. "Uden for accretion disken, materialer pumpes kontinuerligt fra alle retninger til centrum af tyngdekraften for at fodre det sorte hul med en endeløs appetit."

En tilvækstskive er en spiralformet masse af materiale centreret omkring en monumental tyngdekraftskilde, der forbruger interstellart materiale - hvad forskere har teoretiseret er et sort hul. Meget ligesom hvordan vand tømmes ud af et badekar, materialet spinder meget hurtigere, jo tættere det kommer på afløbet.

"Vi tror, ​​at dette paradigme med sorte huller i centrum af kvasarer er nøjagtigt, men grundlæggende spørgsmål forbliver ubesvarede:Er accretion disken drevet med ekstern masse? Hvis så, hvordan?" sagde Zhou.

Den interstellare gas kan ikke observeres direkte, da dens strålingssignatur overvældes af accretion diskens lysstyrke. I stedet, forskere overvåger for gas, der falder ind i accretion disken, der kan passere gennem deres synslinje. Gassen laver en slags formørkelse mellem Jorden og tilvækstskiven, støbning af linjer på diskens strålingsspektrum.

Forskerne brugte Doppler-effekten til at måle disse linjer og observere hastigheden af ​​gas, der fødes ind i skiven, mod det sorte hul. Et klassisk Doppler-effekt eksempel er, hvordan tonehøjden af ​​en politisirene falder, når den passerer. Astronomer kalder denne forbigående tonehøjde for "rødforskydningen", når de måler, hvor hurtigt gasser bevæger sig mod et objekt væk fra Jorden.

Zhou og hans hold målte hastigheder på 5, 000 kilometer i sekundet. Til sammenligning, et passagerfly kører med mindre end tusinde kilometer i timen.

"Sådan en høj hastighed kan kun accelereres af det centrale sorte huls stærke tyngdekraft, " sagde Zhou. "Det kan sammenlignes med, hvordan i et meteorregn, jo tættere meteorerne kommer på jorden, jo hurtigere falder de."

I kvasarerne Zhou observerede, tilvækstskiverne blev forsynet med hurtigt faldende ekstern masse fra det omgivende rum. Selve skiverne skaber så tilløb til det sorte hul.

Næste, Zhou og hans team planlægger at undersøge præcis, hvordan disse kvasar-"drager" organiserer og differentierer den eksterne masse fra tilvækstskiver til brændstoftilstrømning. Ifølge Zhou, belysning af denne proces kunne bedre informere forståelsen af, hvordan kvasarer dannes, hvor længe de holder, og hvornår og hvordan de slutter.