Τι είναι το Κβάζαρ;

Τα κβάζαρ (πηγές ραντάρ QUASi-stellAR) είναι γιγάντια φωτεινά σώματα σε απόσταση μεταξύ 780 και 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός και αντίστοιχα παλιά. Θεωρείται ότι πρόκειται για ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες που περιέχουν μια κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Τα φωτεινότερα κβάζαρ είναι 2 τρισεκατομμύρια φορές φωτεινότερα από τον ήλιο μας, ή περίπου 100 γαλαξίες του Γαλαξία. Η απόδοση φωτός τους είναι συνεχής, αλλά μπορεί να κυμαίνεται σε ένταση σε χρονικές κλίμακες ετών, μηνών, εβδομάδων, ημερών ή και ωρών, υποδηλώνοντας ότι είναι αρκετά πυκνοί.

Ακόμη και στη δεκαετία του 1980, υπήρχε σημαντική διαφωνία μεταξύ των αστροφυσικών ως προς το τι είναι πραγματικά τα κβάζαρ. Μια επιστημονική συναίνεση προέκυψε όταν ορισμένα κβάζαρ βρέθηκαν να περιβάλλονται από γαλαξίες, που προήλθε από τη θεωρία του ενεργού γαλαξιακού πυρήνα. Έχει υπολογιστεί ότι, για να παράγουν την ποσότητα φωτός που κάνουν, τα κβάζαρ πρέπει να τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που καταπίνουν μεταξύ 10 και 1000 ηλιακές μάζες ετησίως. Στον δίσκο προσαύξησης μιας τέτοιας μαύρης τρύπας, τα υπέρθερμα αέρια επιταχύνονται κοντά στην ταχύτητα του φωτός, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων καθώς μεγάλα τμήματα της μάζας μετατρέπονται απευθείας σε ενέργεια. Σε τέτοιους δίσκους, περίπου το 10% της ύλης μετατρέπεται σε ενέργεια, σε αντίθεση με μόνο το 0.7% της μάζας που μετατρέπεται σε ενέργεια στις αντιδράσεις σύντηξης μέσα σε τυπικά αστέρια.

Τα κβάζαρ πιστεύεται ότι εκπέμπουν σχετικιστικούς πίδακες από τους περιστροφικούς πόλους τους, όπως τα μικρότερα ξαδέρφια τους τα πάλσαρ. Το 1979 χρησιμοποιήθηκαν κβάζαρ για να επιβεβαιώσουν τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, με παρατηρήσεις των φαινομένων βαρυτικού φακού καθώς το φως κβάζαρ ταξίδευε στη Γη. Ενώ στην αρχή θεωρήθηκε ότι όλα τα κβάζαρ είναι «ραδιοφωνικά» προκαλώντας την ετικέτα τους ως ραδιοφωνικές πηγές, μεταγενέστερες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι μόνο μια μειοψηφία (περίπου 10%) των κβάζαρ εκπέμπουν άφθονη ραδιοφωνική ενέργεια. Τα «ραδιο-ήσυχα» κβάζαρ αναφέρονται ως QSO (οιονεί αστρικά αντικείμενα) και παίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στις μελέτες του πρώιμου σύμπαντος και του τρόπου με τον οποίο σχηματίστηκαν για πρώτη φορά τα αστέρια και οι γαλαξίες.

Πρώιμες δομές όπως τα κβάζαρ θα μπορούσαν να ερμηνευθούν ως οι «πόνοι γέννησης» των γαλαξιών. Στο πρώιμο σύμπαν, τα αέρια ήταν πιο ομοιόμορφα κατανεμημένα, έτσι μια νεοσχηματισμένη μαύρη τρύπα θα είχε άφθονες ευκαιρίες να απορροφήσει τη γύρω ύλη. Η δική μας υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, για παράδειγμα, περιέχει περίπου 3.7 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, παρόλο που ξεκίνησε με πολύ μικρότερη μάζα από αυτή. Ήταν απασχολημένος με την απορρόφηση άλλων άστρων για δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά η πιο έντονη αστρική κατανάλωση πιθανότατα συνέβη κατά την πρώιμη ιστορία του. Αυτό εξηγεί γιατί δεν βλέπουμε κανένα κβάζαρ στο σύγχρονο σύμπαν, αλλά είναι εύκολα παρατηρήσιμα σε παλαιότερες περιοχές.