• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polscy astronomowie wyjaśnili zagadkę szerokich linii emisyjnych w kwazarach

    13.02.2011. 12:33
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W czasopiśmie "Astronomy and Astrophysics" ukazał się artykuł, w którym naukowcy z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk - prof. Bożena Czerny i doktorant Krzysztof Hryniewicz - wyjaśniają zagadkę szerokich linii emisyjnych w kwazarach.

    Najbardziej znaną cechą aktywnych jąder galaktyk są silne i bardzo szerokie linie emisyjne. To właśnie dzięki nim holenderski astronom, Maarten Schmidt w 1963 roku odkrył naturę kwazarów. Zagadką pozostawało jednak, dlaczego linie emisyjne powstają.

    Zespołowi z warszawskiego CAMK PAN udało się wykazać, że powodem powstawania linii jest pył w atmosferze dysku akrecyjnego wokół czarnej dziury. Astronomowie udowodnili, że niezależnie od masy czarnej dziury i tempa akrecji, w każdym z badanych obiektów obszar linii emisyjnych zaczyna się tam, gdzie temperatura powierzchni dysku, która zmniejsza się wraz z odległością od czarnej dziury, spada poniżej 1000 K.

    W takiej temperaturze w atmosferze powstaje pył, a ciśnienie promieniowania, działające bardzo wydajnie, wyrzuca materię z pyłem ponad dysk. Wysoko ponad dyskiem materia oświetlana jest przez odległe centrum kwazara, pył odparowuje i materia pozbawiona oparcia opada znów na dysk. Prędkości rotacyjne i prędkości turbulentne w takim ośrodku wyjaśniają obserwowane profile linii emisyjnych.

    Z pełną treścią artykułu można zapoznać się na stronie http://arxiv.org/abs/1010.6201.

    PAP - Nauka w Polsce, Jan Pomierny

    tot/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Gwiazda Wolfa-Rayeta – duże i bardzo gorące gwiazdy charakteryzujące się występowaniem szerokich linii w widmach emisyjnych, obecnych zamiast wąskich linii absorpcyjnych, typowych dla zwykłych populacji gwiazdowych. Tłumaczy się to przyjmując, że gwiazdy te mają bardzo rozległą i rozrzedzoną powłokę gazową, rozszerzającą się z dużą prędkością (od 1000 km/s do nawet 3000 km/s). Hipoteza ta została sformułowana przez kanadyjskiego astronoma C.S. Bealsa oraz niezależnie od niego amerykańskiego astronoma Menzela.

    Mikrokwazar – obiekt podobny do kwazara, ale dużo mniejszy. Mikrokwazary to gwiazdowe układy podwójne w naszej Galaktyce o wielu wspólnych cechach z kwazarami. Wykazują silną i zmienną emisję radiową, widoczny relatywistyczny dżet, i często efekt pozornej nadświetlnej ekspansji dżetu. Znaczną część energii emitują w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Są to jednak obiekty gwiazdowe, składające się z gwiazdy oddającej masę oraz gwiazdy zwartej – gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury - na którą gaz opada za pośrednictwem dysku akrecyjnego. Można je uważać za radiowo głośne układy rentgenowskie. Od kwazarów różnią się masą – czarne dziury w aktywnych galaktykach mają masę miliona lub nawet miliarda mas Słońca, a mikrokwazary – obiekt centralny o masie do kilkunastu mas Słońca. Różnią się także źródłem opadającej materii – w kwazarach jest to materia galaktyki macierzystej, w mikrokwazarach towarzysz. W obu typach obiektów zachodzą podobne procesy, jednak ze względu na wielokrotnie mniejszą masę przebieg tych samych zjawisk jest wielokrotnie szybszy w mikrokwazarze: zjawiska zachodzące w mikrokwazarze w skali jednego dnia w kwazarze zajdą na przestrzeni tysięcy lat.

    Orbita fotonowa - szczególna orbita fotonu wokół czarnej dziury, która charakteryzuje się tym, że odległość fotonu od centrum pola grawitacyjnego nie ulega zmianie w trakcie ruchu. Fotony krążą po takiej orbicie nie oddalając się ani nie zbliżając do czarnej dziury. W przypadku nierotującej czarnej dziury (rozwiązanie Schwarzschilda), orbita fotonowa znajduje się w odległości 1,5 promienia Schwarzschilda od centrum grawitacji, czyli wyraźnie ponad horyzontem czarnej dziury. Jest to orbita kołowa o najmniejszym możliwym promieniu – cząstki materialne mają orbity kołowe o promieniu zawsze większym od orbity fotonowej. Orbita fotonowa jest niestabilna, najmniejsze zaburzenie w ruchu fotonu spowoduje jego ucieczkę do nieskończoności lub spadnięcie pod horyzont czarnej dziury. Jeżeli czarna dziura rotuje (rozwiązanie Kerna), to ruch fotonu w płaszczyźnie równikowej zależy od tego, czy foton krąży po orbicie zgodnej czy przeciwnej do kierunku rotacji czarnej dziury. Istnieją wówczas dwie orbity fotonowe. Istnienie całej sfery orbit fotonowych nie tylko w płaszczyźnie równikowej, badał Teo (2003).

    Ekstynkcja międzygalaktyczna to suma procesów pochłaniania i rozpraszania światła w przestrzeni międzygalaktycznej przez znajdującą się tam materię (pył i gaz). Materia międzygalaktyczna w odległościach do kilku miliardów lat świetlnych jest zjonizowana i zawiera stosunkowo mało pierwiastków ciężkich, dlatego jest dość przezroczysta dla przechodzącego promieniowania. Obserwacje dalekich kwazarów są już jednak utrudnione przez ekstynkcję (głównie absorpcję) międzygalaktyczną. Obserwacje jeszcze dalszych obiektów (pierwszych kwazarów, pierwszych galaktyk) są niezwykle utrudnione, ponieważ w dużych odległościach, odpowiadających przesunięciu ku czerwieni ponad 6, ośrodek międzygalaktyczny tak bardzo absorbuje promieniowanie, że staje się nieprzezroczysty. Utrudnia to badanie powstawania galaktyk.

    Koronium, newtonium - hipotetyczny pierwiastek chemiczny zaproponowany w XIX wieku, cięższy od znanych pierwiastków, którego obecnością tłumaczono występowanie linii emisyjnych w spektrum widma korony słonecznej.

    Ergoobszar, zwany też ergosferą – to obszar dookoła wirującej czarnej dziury, znajdujący się na zewnątrz sfery wyznaczonej przez horyzont zdarzeń w rozwiązaniu Kerra, gdzie wartość grawitacji staje się nieskończona. Im szybszy obrót wokół własnej osi, tym dalej znajduje się ergoobszar od horyzontu. Gdy rotacja czarnej dziury znika, wówczas znika również ergosfera i właściwym jest opis Schwarzschilda.

    Ergoobszar, zwany też ergosferą – to obszar dookoła wirującej czarnej dziury, znajdujący się na zewnątrz sfery wyznaczonej przez horyzont zdarzeń w rozwiązaniu Kerra, gdzie wartość grawitacji staje się nieskończona. Im szybszy obrót wokół własnej osi, tym dalej znajduje się ergoobszar od horyzontu. Gdy rotacja czarnej dziury znika, wówczas znika również ergosfera i właściwym jest opis Schwarzschilda.

    Dodano: 13.02.2011. 12:33  


    Najnowsze