Hubble ziet quasar tsunami’s
Quasars zijn de ultra heldere kernen van ver verwijderde actieve sterrenstelsels. Quasars behoren tot de meest verre en helderste objecten die we kennen. In hun centrale kernen bevinden zich supermassieve zwarte gaten die worden omhuld door invallend stof, gas en sterren. Astronomen hebben met behulp van de Hubble Space Telescope extreem energetische uitstromingen gevonden die van deze verre quasars afkomstig zijn. Deze uitstromingen bewegen zich door de interstellaire ruimte heen die vergelijkbaar is met een tsunami op Aarde. Ze richten veel schade aan in sterrenstelsels die de quasar omringen.
Quasars ontstaan doordat zwarte gaten materie opslokken en daardoor een intense straling gaan Aangedreven door de zinderende stralingsdruk van het zwarte gat wordt materiaal vanuit het centrum van het sterrenstelsel weggeduwd naar uitstromingen die tot duizelingwekkende snelheden worden versneld. Ze halen enkele procenten van de lichtsnelheid.
Deze uitstromingen zijn belangrijk bij het begrijpen hoe sterrenstelsels ontstaan. Ze verplaatsen ieder jaar honderden zonsmassa aan materie. De hoeveelheid mechanische energie die deze uitstromingen met zich meedragen is tot honderden keren meer dan de helderheid van ons gehele sterrenstelsel.
De winden van de quasar verspreiden zich door de schijf van het sterrenstelsel waarbij materiaal ruw wordt verplaatst. Dit materiaal zou normaal gesproken gebruikt worden om nieuwe sterren mee te maken.
Straling duwt gas en stof over veel grotere afstanden dan astronomen voorheen hadden aangenomen waardoor er een effect ontstaat dat door het hele sterrenstelsel heen gaat.
Als deze kosmische tsunami op de interstellaire materie botst dan kan de temperatuur oplopen tot enkele miljarden graden. Materiaal is dan voornamelijk op röntgen golflengtes zichtbaar maar ook in andere delen van het spectrum van het licht. Iemand die een dergelijke gebeurtenis zou kunnen zien kan genieten van een fantastische vuurwerkshow.
In eerste instantie is er heel veel röntgen- en gammastraling zichtbaar, later verandert dit naar zichtbaar licht en infrarood licht. Volgens de onderzoekers heeft het een enorme lichtshow alsof er overal in het sterrenstelsels kerstbomen staan.
Wiskundige simulaties van de evolutie van sterrenstelsels suggereren dat dergelijke uitstromingen enkele belangrijke kosmische puzzels kunnen verklaren zoals waarom astronomen zo weinig grote sterrenstelsels waarnemen in het heelal en waarom er een verband bestaat tussen de massa van ons sterrenstelsel en de massa van het centrale zwarte gat in ons sterrenstelsel.
Dit onderzoek toont aan dat dergelijke krachtige quasar-uitstromingen in het vroege heelal veel moesten voorkomen.
Afgezien van het meten van de meest energetische quasars ooit waargenomen hebben de astronomen ook een andere uitstroom ontdekt die sneller versnelde dan welke andere dan ook.
Deze uitstroom nam in een periode van drie jaar toe van 69 miljoen kilometer per uur naar 74 miljoen kilometer per uur. De astronomen denken dat de versnelling nog verder zal toenemen naarmate de tijd verstrijkt.
De astronomen deden zo veel ontdekkingen in de data dat ze zich als een kind in de snoepwinkel vonden. De bevindingen werden in een serie van zes verschillende artikelen gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Supplements.
De artikelen:
- Nahum Arav et al. 2020. HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. I. The Most Energetic Outflows in the Universe and Other Discoveries. ApJS 247
- Xinfeng Xu et al. 2020. HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. II. The Most Energetic Quasar Outflow Measured to Date. ApJS 247
- Timothy R. Miller et al. 2020. HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. III. Four Similar Outflows in 2MASS J1051+1247 with Enough Energy to Be Major Contributors to AGN Feedback. ApJS 247
- Xinfeng Xu et al. 2020. 2020 HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. IV. The Largest Broad Absorption Line Acceleration. ApJS 247
- Timothy R. Miller et al. 2020. HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. V. Richness of Physical Diagnostics and Ionization Potential-dependent Velocity Shift in PKS J0352-0711. ApJS 247
- Xinfeng Xu et al. 2020. HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500–1050 Å Rest Frame. VI. Wide, Energetic Outflows in SDSS J0755+2306. ApJS 247
