Mikrolinsemåling af en quasar-tilvækstskive

En aktiv galaktisk kerne (AGN) er et supermassivt sort hul, der ligger i kernen af ​​en galakse, der samler materiale. Akkretionen sker i nærheden af ​​den varme torus omkring kernen, og det kan generere hurtigt bevægelige stråler af ladede partikler, der udsender lyse, variabel stråling som materiale accelererer, når det falder indad. Kvasarer er måske den mest kendte lysende AGN, og deres kerner er relativt ikke tilsløret af støv. Kvasarkerneområder og -skiver er for langt væk og alt for små til at kunne løses med teleskoper og astronomer, der forsøger at forstå kvasarernes opførsel, AGN, og accretion disks er tvunget til at udlede fysikken fra indirekte målinger. Flux-variabilitetsmålinger tilbyder en sådan mulighed.

Mikrolinsing refererer til de korte lysglimt, der produceres, når kosmiske legemer bevæges, fungerer som gravitationslinser, modulere intensiteten af ​​lys fra baggrundskilder. Fordi lysets vej bøjes af tilstedeværelsen af ​​en masse, materielle legemer kan fungere som gravitationslinser for at forvrænge billederne af objekter, der ses bag dem. Mikrolinsing giver mulighed for at måle størrelserne af kvasar AGN. Lensede kvasarbilleder findes lejlighedsvis, som er blevet forstørret og forvrænget til flere billeder af en forgrundsgalakse og stjerneobjekterne i den. Når kvasaren bevæger sig i forhold til vores synslinje, denne forstørrelse ændres, generere signifikant ukorreleret variabilitet mellem billederne over måneder eller år. Hvis tidsforsinkelserne mellem de multiple billeder af kvasaren overvåges nøje nok under flere epoker, er det muligt at optrevle den iboende kvasarvariabilitet fra mikrolinsevariabiliteten. Kun fjorten multi-epoke størrelse målinger af kvasarer er blevet foretaget indtil nu.

CfA-astronomen Emilio Falco var medlem af et team, der brugte disse variabilitetsteknikker til at estimere størrelsen og massen af ​​tilvækstskiven og det sorte hul i kvasaren WFI2026-4536, en kvasar så fjern, at dens lys har rejst mod os i næsten elleve milliarder år; universets alder er kun 13,7 milliarder år. Forskerne analyserede data om optisk lysvariabilitet over tretten år, fra 2004 til 2017, og udviklede linsemodeller, der var i stand til at begrænse størrelsen af ​​kvasarens tilvækstskive til omkring tre hundrede og tres astronomiske enheder og massen af ​​dets supermassive sorte hul til omkring halvanden milliard solmasser. Massen er nogenlunde i overensstemmelse med andre forventninger og med rækkevidden af ​​masser i de fjorten andre tilsvarende målte kvasarer, men cirka dobbelt så stor som forventet ud fra metoder baseret på lysstyrken. De rapporterer også de første massemålinger af det centrale sorte hul ved hjælp af spektroskopiske data, med resultater i overensstemmelse med variabilitetsmetoden. De imponerende resultater forfiner vores forståelse af disse fjerne monstre yderligere og forfiner modellerne af AGN.