Istwa ak Eksplikasyon sou Kwasa yo
Kwaza yo pami objè ki pi misterye ak pi klere nan linivè a. Malgre gwosè fizik yo pa toujou pi gwo pase sistèm solè a, kwaza yo kapab emèt enèji ki depase limyè plizyè santèn milya zetwal nan yon galaksi konbine. Limyè sa a soti nan yon distans tèlman gwo ke lè nou obsève yo, nou esansyèlman ap gade nan "tan lontan" linivè a. Pou konprann kwaza yo, nou bezwen konsidere de bagay: istwa dekouvèt yo a ak fizik ki eksplike klète ekstrèm yo a.
Ki sa ki yon Kwasar?
Tèm kwaza a soti nan abrevyasyon pou sous radyo kwazi-stelè (yon sous radyo "tankou zetwal"). Okòmansman, kwaza yo te parèt kòm ti pwen limyè ki sanble ak zetwal atravè teleskòp optik, men an reyalite yo te emèt ond radyo trè pwisan. Ofiramezi astwonomi te devlope, yo te konprann kwaza yo kòm nwayo galaktik aktif (AGN) ki mache ak twou nwa supermasif nan sant galaksi yo.
Kwaza yo pa "zetwal jeyan," men pito fenomèn ki rive lè twou nwa supermasif—ki gen mas plizyè milyon rive milya fwa mas Solèy la—rale gaz ak pousyè ki antoure yo. Materyèl sa a fòme yon disk akresyon ki trè cho (yon disk ki an wotasyon). Pwosesis friksyon ak mayetik nan disk sa a konvèti enèji gravitasyonèl an radyasyon elektwomayetik: soti nan ond radyo, enfrawouj, vizib, iltravyolèt, e menm reyon X.
Istwa Dekouvèt Kwasar yo
1. Kòmansman radyoastwonomi (ane 1940 yo–ane 1950 yo)
Apre Dezyèm Gè Mondyal la, radyoastwonomi te pwospere. Astwonòm yo te kòmanse trase kat syèl la nan ond radyo epi yo te dekouvri anpil sous radyo pwisan, ki te difisil pou idantifye nan limyè vizib. Gen kèk sous ki te parèt tankou ti pwen ki sanble ak zetwal, olye ke yo te parèt tankou dans, tankou galaksi.
Pandan tan sa a, astwonòm yo te remake kèk objè "etranj": trè klere nan radyo a, men li pa t klè ki sa yo te ye.
2. Idantifikasyon 3C 273 ak gwo avansman (ane 1960 yo)
Yon gwo etap enpòtan te rive nan kòmansman ane 1960 yo, lè yo te plis envestige sous radyo ki soti nan katalòg Cambridge la (pa egzanp, 3C 48 ak 3C 273). 3C 273 te vin premye kwazar ki te idantifye san anbigwite.
Evènman kle a se te yon obsèvasyon okiltasyon (lè Lalin nan pase devan yon sous radyo), ki te ede detèmine pozisyon 3C 273 avèk anpil presizyon. Avèk pozisyonman presi sa a, astwonòm yo te kapab jwenn kontrepati optik li: yon "zetwal" klere ki te gen yon spectre etranj.
An 1963, astwonòm Maarten Schmidt te entèprete liy espektral 3C 273 yo kòm liy idwojèn ki t ap fè eksperyans yon gwo deplasman wouj. Sa vle di objè a te trè lwen epi li t ap deplase trè vit akòz ekspansyon linivè a. Si li te tèlman lwen, pou kwazar a parèt tèlman klere, li ta dwe gen yon liminozite ki tèlman wo. Dekouvèt sa a te boulvèse astwonomi: yon objè ki t ap emèt yon kantite enèji kokenn soti nan yon zòn relativman piti.
3. Deba ak konsolidasyon teyori (ane 1960-1970 yo)
Apre dekouvèt gwo deplasman wouj yo, yon deba te leve: èske deplasman wouj kwaza yo te vrèman kozmolojik (akòz ekspansyon linivè a), oubyen èske te gen lòt mekanis? Sepandan, avèk letan, prèv yo te akimile ke kwaza yo te vrèman nan distans kozmolojik.
Se pandan peryòd sa a tou lide ke kwaza yo te nwayo galaktik aktif te devlope. Konsèp yon "motè santral" trè efikas te nesesè pou eksplike enèji kwaza yo. Sous enèji ki pi kredib la se te akimilasyon matyè sou twou nwa yo—yon pwosesis ki pi efikas pase fizyon nikleyè nan zetwal yo.
4. Epòk teleskòp modèn yo ak katografi kwazar yo (ane 1980 yo rive jodi a)
Avèk gwo teleskòp sou Latè ak teleskòp espasyal tankou Hubble, ansanm ak sondaj syèl la sou gwo echèl (tankou Sloan Digital Sky Survey/SDSS), kantite kwazar yo konnen te monte an flèche. Yo te dekouvri kwazar depi nan kòmansman linivè a, lè kosmòs la te gen sèlman plizyè santèn milyon ane. Sa soulve yon kesyon enpòtan: kijan twou nwa supermasif yo ka grandi rapidman konsa?
Rechèch modèn yo montre tou ke souvan yo jwenn kwazar nan galaksi k ap sibi entèraksyon oswa kolizyon, paske pwosesis sa yo ka dirije gaz nan direksyon sant galaksi a epi "nouri" twou nwa a.
Kijan Kwasa yo ka tèlman klere?
1. Disk akresyon ak konvèsyon enèji gravitasyonèl
Kle liminozite yon kwazar se disk akresyon li an. Matyè ki tonbe nan chan gravitasyonèl twou nwa a pa "disparèt" imedyatman, men okontrè li vire pou fòme yon disk. Anndan disk la, patikil gaz yo fwote youn kont lòt epi yo brase avèk toubiyans, sa ki chofe yo a plizyè milyon degre. Chalè sa a pwodui radyasyon entans, sitou iltravyolèt ak reyon X.
Efikasite enèji akresyon sou yon twou nwa ka rive anviwon 10% (menm pi wo pou twou nwa k ap vire rapidman). Konpare sa ak fizyon nikleyè zetwal yo, ki sèlman konvèti anviwon 0,7% nan mas yo an enèji. Se poutèt sa kwaza yo ka klere pi lwen pase galaksi yo.
2. Emisyon jè relativistik
Anpil kwazar gen "jè"—jè patikil ki gen anpil enèji epi ki soti toupre poto twou nwa a ak vitès ki apwoche vitès limyè. Jè sa yo gide pa chan mayetik epi yo ka pwolonje byen lwen pi lwen pase gwosè galaksi a. Si jè yo dirije pi pre liy vizyon nou an, kwazar a ka parèt pi klere akòz efè relativistik (eklèsisman Doppler).
3. Rejyon liy emisyon tipik yo
Espèk kwazar yo gen liy emisyon laj ak etwat. Liy laj yo soti nan gaz k ap deplase rapidman toupre sant lan (plizyè milye kilomèt pa segonn), alòske liy etwat yo soti nan gaz ki pi lwen epi k ap deplase pi dousman. Analiz liy sa yo ede astwonòm yo mezire mas twou nwa a ak kondisyon gaz ki nan sant galaksi a.
Kwasa ak Evolisyon Linivè a
Kwasa yo pa sèlman "limyè klere" nan distans la; yo se makè enpòtan nan listwa kosmòs la.
1. Wè jèn linivè a: Paske anpil kwaza yo tèlman lwen, limyè yo soti nan yon epòk kote galaksi yo te fèk kòmanse fòme. Kwaza yo ede nou etidye premye epòk fòmasyon estrikti kosmik yo.
2. Wòl nan fòmasyon galaksi: Enèji ki soti nan kwaza yo ka chofe oswa soufle gaz deyò galaksi yo (fidbak), kidonk anpeche fòmasyon zetwal oswa reglemante to kwasans galaksi yo.
3. Mezire matyè entègalaktik: Limyè kwazar a pase nan gaz nan espas entègalaktik. Gaz sa a kite yon "tras" sou fòm liy absòpsyon (forè Lyman-alpha) nan spectre kwazar a. Apati de sa, astwonòm yo trase distribisyon idwojèn ak estrikti linivè a sou gwo echèl.
Kwasa yo toujou kenbe yon mistè
Malgre modèl twou nwa supermasif yo ak disk akresyon yo trè solid, anpil kesyon rete. Pa egzanp, kijan premye grenn twou nwa yo te fòme? Poukisa kèk kwazar montre yon varyabilite rapid? Ki jan egzakteman chan mayetik yo fòme jè yo? Epi poukisa kèk galaksi gen nwayo aktif pandan ke lòt yo "silansye"?
Pwogrè nan nouvo jenerasyon teleskòp yo—tankou Teleskòp Espasyal James Webb (JWST) ak obsèvatwa radyo modèn yo—kontinye pouse limit obsèvasyon kwaza yo nan pi gwo distans ak plis detay. Kòm rezilta, kwaza yo rete laboratwa natirèl enpòtan pou teste fizik ekstrèm ak konprann istwa linivè a.
Penutup
Istwa kwaza yo se yon egzanp sou kijan teknoloji ak entèpretasyon syantifik ka transfòme konpreyansyon imen sou kosmos la. Soti nan ti tach radyo ki te sanble ak zetwal, kounye a yo konprann kwaza yo kòm nwayo galaksi ki eklere pa akimilasyon twou nwa supermasif yo. Klète yo pa sèlman etonan, men tou li sèvi kòm "fa kosmik" ki ede nou envestige linivè byen bonè a. Pandan obsèvasyon ak teyori yo kontinye evolye, kwaza yo ap rete pami objè ki pi enpòtan nan astwonomi modèn.
Si ou vle, mwen ka ajoute yon lis referans lekti popilè, oubyen kreye yon vèsyon atik la ki pi senp pou elèv lekòl, oubyen yon vèsyon ki pi teknik ak tèm astrofizik ki pi konplè.
