Przedstawiamy najważniejsze wydarzenia z ewolucji naszego rozumienia kwazarów. Czterdzieści lat temu rozpoznano nową klasę egzotycznych obiektów i nazwano je kwazarami.

Ich nazwa pochodzi od angielskiego “quasi-stellar object” co można przetłumaczyć jako “obiekty gwiazdopodobne”. Oglądane przez teleskopy wyglądają jak gwiazdy. Jednak w przeciwieństwie do nich produkują więcej energii niż 100 ogromnych galaktyk i znajdują się bardzo daleko od nas.

W celu połączenia luźnych informacji o kwazarach, w postaci chronologicznego zapisu zebrano najważniejsze osiągnięcia, obserwacje i misje kosmiczne dotyczące tych obiektów. Pozwoli to być może na lepsze zrozumienie krótkiej i wciąż trwającej historii badań kwazarów.

2 do 4 miliardów lat po Wielkim Wybuchu

Kwazary świecą bardzo jasno.

1932

Karl Jansky przypadkowo odkrywa promieniowanie radiowe docierające z Drogi Mlecznej.

Pierwsze kwazary zostaną odkryte również dzięki emisji radiowej. Późniejsze badania pokażą, że jedynie 3 procent wszystkich kwazarów jest aktywna w tym zakresie promieniowania.

1943

Carl Seyfert odkrywa, że niewielka liczba galaktyk posiada jądra o nietypowym widmie.

Zdjęcie przedstawia znajdującą się na północnym niebie galaktykę Seyferta NGC 3516. Jej jasne jądro jest charakterystyczne dla Aktywnych Jąder galaktyk (Active Galactic Nucleus, AGN). Ich jasność jest prawdopodobnie powodowana przez znajdującą się w centrum galaktyki czarną dziurę.

Niektóre z “galaktyk Seyferta” posiadają cechy identyczne z tymi, które później dostrzeżono w kwazarach.

1949

Pracujący w Radiophysics Laboratory w Sydney astronomowie John Bolton, Gorden Stanley i Bruce Slee wyznaczają z większą niż dotąd dokładnością położenia radioźródeł. Stwierdzają, że niektóre z nich pokrywają się z położeniami galaktyk.

Lata pięćdziesiąte

Astronomowie zaczynają wyjaśniać dlaczego optyczne mapy nieba nie pokrywają się z mapami radiowymi.

1960

Alan Sandage z Mount Palomar Observatory obserwuje radioźródło 3C 48, które wygląda jak gwiazda. On i inni astronomowie zmagają się z identyfikacją linii absorpcyjnych zaobserwowanych w widmie tego obiektu.

1963

Cyril Hazard z University of Sydney, korzystając z nowej techniki, wyznacza dokładne położenie radioźródła 3C 273.

Wykonane przez rentgenowski teleskop kosmiczny Chandra zdjęcie dżetu z kwazara 3C 273.

Korzystając z 5-metrowego teleskopu na Palomar Mountain, Maarten Schmidt z CALTECHu obserwuje widmo 3C 273. Stwierdza, że podobnie jak w przypadku 3C 48, linie emisyjne obiektu odpowiadają niezwykłym długościom fali. Udaje mu się stwierdzić, że w rzeczywistości obserwuje widmo wodoru przesunięte w kierunku fal o większej długości na skutek efektu Dopplera. Ponieważ 3C 273 wygląda jak gwiazda, obiekt zostaje nazwany “quasi-stellar object”. Wkrótce potem nazwa zostaje skrócona do “quasar”.

Kolega Schmidta, Jesse Greenstein, wykorzystuje konkluzje Schmidta do stwierdzenia, że 3C 48 również jest kwazarem.

1973

Zaproponowano szeroko akceptowany model kwazarów. Sugeruje on, że kwazar, podobnie jak galaktyka aktywna, jest napędzany przez supermasywną czarną dziurę znajdującą się w jego wnętrzu.

Zasada działania soczewki grawitacyjnej. Znajdująca się bliżej nas galaktyka (zaznaczona jako czerwona galaktyka spiralna) działa jak soczewka na światło biegnące od dalszego obiektu. W rezultacie widzimy kilka jego obrazów zamiast jednego. Zwykle różne obrazy tego samego, zogniskowanego kwazara znajdują się kilka sekund kątowych od siebie. Na rysunku kąty zostały znacznie powiększone.

1979

Astronomowie, ku swojemu zdziwieniu, odkrywają parę kwazarów położonych blisko siebie na niebie i mających identyczne widma. Dochodzą do wniosku, że w rzeczywistości obserwują światło tego samego obiektu, a dwa obrazy są wynikiem grawitacyjnego zakrzywienia biegu promieniowania światła przez masywny obiekt znajdujący się między Ziemią i kwazarem.

Odkrycie podwójnego kwazara 0957+561 jest potwierdzeniem ogólnej teorii względności przewidującej istnienie soczewkowania grawitacyjnego.

1992

Felix Mirabel i Luis Rodriguez odkrywają radioźródła przypominające kwazary i znajdujące się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej. Jedno z nich, SS 433, posiada relatywistyczne dżety. Posiadają je również kwazary. SS 433 staje się pierwszym obiektem noszącym nazwę mikrokwazara.

Zdjęcie kwazara PKS 2349 wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a pokazuje oddziaływanie pomiędzy tym obiektem, a sąsiednią galaktyką. Jasny centralny obiekt to kwazar. W jego pobliżu widać resztki galaktyki zniszczonej przez ich grawitacyjne oddziaływanie.

1995

Zdjęcia kwazara PKS 2349 wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a wspierają hipotezę, że są one centrami galaktyk. Zdjęcia pokazują, że środowisko w pobliżu kwazarów jest dużo bardziej złożone niż dotąd podejrzewano. Pojawia się hipoteza, że kolizje galaktyk i łączenie się ich jąder może na nowo uruchomić supermasywną czarną dziurę napędzającą kwazary.

1996

Europejskie Obserwatorium Południowe, wykonujące przegląd nieba, odkrywa 25 kwazarów, które świeciły, gdy wiek Wszechświata wynosił zaledwie 20 procent obecnego wieku i żadnego, gdy wiek Wszechświata był połową obecnego.

Czerwiec 1996

Stutysięczne zdjęcie z Teleskopu Kosmicznego ukazuje kwazar znajdujący się 9 miliardów lat świetlnych od nas.

Luty 1997

Japoński Instytut Kosmosu i Kosmonautyki przyłącza krążące wokół Ziemi satelity do systemu Very Long Base Interferometry Space Observatory (VLBI). Umożliwia to korzystanie ze zdolności rozdzielczej odpowiadającej czytaniu gazety znajdującej się po przeciwnej stronie Pacyfiku.

Uczeni skorzystają z tego teleskopu do badania czarnych dziur i zdobywania wiedzy o kwazarach.

Wrzesień 1998

Pierwsze obrazy z VLBI pozwalają na dostrzeżenie i badanie szczegółów, z których zbudowane są wystrzeliwane z kwazarów dżety.

2005

NASA planuje wystrzelenie misji Space Interferometry Mission, która dostarczy dokładniejszych optycznych obrazów kwazarów.

Autor

Michał Matraszek