כמה מהאובייקטים הבהירים ביותר ביקום הם קוואזרים. במקום חורים שחורים הצורכים חומר, יתכנו חפצים עם שדות מגנטיים חזקים שפועלים כמו מדחפים, וגוררים חומר חזרה לגלקסיה.
ביקום הרחוק והצעיר, הקווארים נוצצים בברק שאין לו שום דבר בקוסמוס המקומי. למרות שהם נראים כמו כוכבים בטלסקופים אופטיים, הקוואזרים הם למעשה המרכזים הבהירים של הגלקסיות הממוקמות מיליארדי שנות אור מכדור הארץ.
הגרעין החורבני של קוואזר כרגע מתואר ככזה המכיל דיסק של גז חם המסתחרר לתוך חור שחור סופר-מסיבי. חלק מאותו גז נפלט בכוח החוצה בשני מטוסים מנוגדים כמעט במהירות האור. תיאורטיקנים נאבקים להבנת הפיזיקה של דיסק ההקרבה והמטוסים, ואילו הצופים נאבקים להציץ ללב הקווסר. קשה ללמוד את המנוע "המרכזי" המניע את המטוסים באופן טלסקופי מכיוון שהאזור כה קומפקטי ושומרי כדור הארץ כל כך רחוקים.
האסטרונום רודי שילד מהמרכז לאסטרופיזיקה הרווארד-סמיתסוניאן (CfA) ועמיתיו בחנו את הקוואזר המכונה Q0957 + 561, הממוקם כ -9 מיליארד שנות אור מכדור הארץ לכיוון הכוכב Ursa Major, בסמוך לדיפר הגדול. קוואזאר זה מחזיק בעצם קומפקטי מרכזי המכיל מסת גדולה כמו 3-4 מיליארד שמשות. רובם רואים את האובייקט הזה כ"חור שחור ", אך המחקר של שילד מציע אחרת.
"אנחנו לא קוראים לאובייקט הזה חור שחור מכיוון שמצאנו הוכחות לכך שהוא מכיל שדה מגנטי מעוגן פנימי שחודר ממש דרך פני השטח של האובייקט המרכזי שהתמוטט, ואינטראקציה עם הסביבה הקוואזרית," העיר שילד.
החוקרים בחרו ב- Q0957 + 561 לצורך קיומו של עדשה קוסמית טבעית. כוח המשיכה של גלקסיה סמוכה מכופף את החלל, ויוצר שתי תמונות של הקוואר המרוחק ומעצים את אורו. כוכבים וכוכבי לכת בתוך הגלקסיה הסמוכה משפיעים גם הם על אור הקוואזר, וגורמים לתנודות קטנות בבהירות (בתהליך המכונה "מיקרולנסינג") כאשר הם נסחפים אל קו הראייה בין כדור הארץ לקוואזר.
שילד פיקח על בהירותו של הקוואסר במשך 20 שנה והוביל קונסורציום בינלאומי של צופים שהפעילו 14 טלסקופים כדי לשמור על האובייקט תחת יציבות מסביב לשעון בשעות קריטיות.
"בעזרת מיקרו-אנרגיה, אנו יכולים להבחין בפירוט רב יותר מהכינוי 'חור שחור' זה שני שלישים מהדרך לקצה היקום הנראה מכפי שאנו יכולים להגיע מהחור השחור במרכז שביל החלב," אמר שילד.
באמצעות ניתוח מדוקדק, הצוות הצליח לפרט פרטים על ליבת הקוואזר. לדוגמה, החישובים שלהם מצביעים על המיקום בו נוצרים המטוסים.
"איך ואיפה נוצרים המטוסים האלה? אפילו אחרי 60 שנה של תצפיות ברדיו, לא הייתה לנו תשובה. כעת הראיות נמצאות, ואנחנו יודעים, "אמר שילד.
שילד ועמיתיו גילו כי נראה שהמטוסים מגיחים משני אזורים 1,000 יחידות אסטרונומיות בגודל (פי 25 יותר ממרחק פלוטו-סאן) הממוקמים 8,000 יחידות אסטרונומיות היישר מעל הקטבים של האובייקט הקומפקטי המרכזי. (יחידה אסטרונומית מוגדרת כמרחק הממוצע מכדור הארץ לשמש, או 93 מיליון מיילים.) עם זאת, מיקום זה היה צפוי רק אם המטוסים היו מופעלים באמצעות חיבור מחדש של שדות מגנטיים שעוגנו לאובייקט הקומפקטי הסופר-מסיבי המסתובב. בתוך הקוואזר. על ידי אינטראקציה עם דיסק ההטבעה שמסביב, קווי שדה מגנטיים מסתובבים כאלה מתרוצצים, מתפתלים יותר ויותר עד שהם מתפזרים, מחברים מחדש ונשברים, ומשחררים כמויות אדירות של אנרגיה שמפעילות את המטוסים.
"נראה כי קוואזר זה נשלט באופן דינמי על ידי שדה מגנטי המעוגן באופן פנימי לאובייקט הקומפקטי הסובב-מסיבי המרכזי שלו," הצהיר שילד.
עדויות נוספות לחשיבות השדה המגנטי המעוגן הפנימי של הקווסר נמצאות במבנים הסובבים אותה. לדוגמה, נראה כי האזור הפנימי הקרוב ביותר לקוואזר נסחף מחומר. הקצה הפנימי של דיסק ההקרדה, הממוקם כ -2,000 יחידות אסטרונומיות מהאובייקט הקומפקטי המרכזי, מחומם לזרקין וזוהר בהיר. שתי ההשפעות הן חתימות פיזיות של שדה מגנטי פנימי מסתחרר ומסתובב סביב סיבוב האובייקט הקומפקטי המרכזי - תופעה המכונה "אפקט המדחף המגנטי".
תצפיות מציעות גם נוכחות של יצוא רחב בצורת חרוט מדיסק ההקרדה. כשהוא מואר על ידי הקוואזאר המרכזי, הוא מאיר במתאר דמוי טבעת המכונה מבנה אלביס אחרי עמיתו של CfA של שילד, מרטין אלביס, שתיאורז את קיומו. הפתיחה הזוויתית הגדולה והמפתיעה של היציאה הנצפית מוסברת בצורה הטובה ביותר על ידי השפעת שדה מגנטי מהותי שנמצא בתוך האובייקט הקומפקטי המרכזי בקוואר זה.
לאור תצפיות אלה, שילד ועמיתיו, דריל לייטר (מרכז המחקר האסטרופיזיקני של מרווד) וסטנלי רוברטסון (אוניברסיטת מדינת דרום-מערב אוקלהומה), הציעו תיאוריה שנויה במחלוקת כי השדה המגנטי הוא מהותי לאובייקט הקומפקטי המרכזי-סופר-מסיבי של הקוואר, אלא מאשר רק להיות חלק מדיסק ההקרדה כפי שרוב החוקרים חשבו. אם תאושר, תיאוריה זו תוביל לתמונה חדשה ומהפכנית של מבנה הקוואזר.
"הממצא שלנו מאתגר את הנוף המקובל של חורים שחורים," אמר לייטר. "אפילו הצענו להם שם חדש - אובייקטים מתמכרים לשריר מגנטוספרי, או MECOs," וריאנט של השם שטבע לראשונה על ידי האסטרופיזיקאי ההודי אבהאס מיטרה בשנת 1998. "לאסטרופיזיקאים לפני 50 שנה לא הייתה גישה להבנה המודרנית של אלקטרודינמיקה קוונטית העומדת מאחורי הפתרונות החדשים שלנו למשוואות היחסות המקוריות של איינשטיין. "
מחקרים אלה מראים כי בנוסף למסתו ולסביבתו, לאובייקט הקומפקטי המרכזי של הקוואסר עשויים להיות בעלי תכונות פיזיות הדומות יותר לדיפול מגנטי מסתובב מאוד, מאשר כמו חור שחור. מסיבה זו, החומר המתקרב ביותר לא נעלם לנצח, אלא במקום זאת מרגיש את השדות המגנטיים המסתובבים דמויי המנוע ונחרץ החוצה. על פי תיאוריה זו, ל- MECO אין אופק אירועים, ולכן כל חומר שמסוגל להגיע באמצעות המדחף המגנטי מאט בהדרגה ונעצר על משטח ההסבה האדום ביותר של ה- MECO, כאשר רק אות חלש מחבר את הקרינה מאותו חומר. לצופה רחוק. קשה מאוד לאתר את האות הזה ולא זוהה החל מ- Q0957 + 561.
מחקר זה פורסם בגיליון יולי 2006 של כתב העת האסטרונומי, וזמין באופן מקוון בכתובת http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
שבסיסה בקיימברידג ', מסצ'וסטס, המרכז הרווארד-סמיתסוניאני לאסטרופיזיקה (CfA) הוא שיתוף פעולה משותף בין המצפה האסטרופיסי של סמיתסוניאן לבין המצפה במכללת הרווארד. מדעני CfA, המאורגנים בשש חטיבות מחקר, בוחנים את מקורו, התפתחותו וגורלו הסופי של היקום.
המקור המקורי: פרסום חדשות CfA
