Shutterstock
Kvasar

Astronomer har löst 60 år gammalt mysterium om ett av universums kraftfullaste objekt

I årtionden har astronomer undrat varför en del galaxer utstrålar extrema mängder ljus, medan andra inte gör det. Nu har de kanske kommit närmare svaret.

Kvasarer tillhör de mest avlägsna och mest ljusstarka objekt som ens kan observera.

Från ett område stort som vårt solsystem kan de extrema himlakropparna sända ut samma mängd ljus som en biljon stjärnor tillsammans.

Sedan den första kvasaren upptäcktes 1963 av den amerikanske astronomen Maarten Schmidt, har forskare undrat exakt hur de aktiva galaxerna kan sända ut sådana otroliga mängder energi.

Nu har de kanske blivit en aning klokare på dem tack vare en studie vid Sheffields universitet och Hertfordshires universitet, i vilken astronomerna bland annat iakttog bilder från det så kallade Isaac Newton-teleskopet i La Palma.

Kvasarer befinner sig alltid i mitten av en galax och är supertunga svarta hål som glupskt slukar en kringliggande skiva av gas. Friktionen mellan gaspartiklarna som är på väg ned i det svarta hålet får temperaturen att stiga till flera miljoner grader.

Gaspartiklarna blir så varma att en stor del av deras massa förvandlas till strålning, vilket i till slut skapar en explosion av ljus som ofta är starkare än ljuset från samtliga stjärnor i värdgalaxen tillsammans.

Kosmiska kollisioner är bensin

I den nya studien använde forskarna Isaac Newton-teleskopet till att jämföra bilder av 48 kvasarer innanför 3,5 ljusår och deras värdgalaxer med bilder av mer än 100 galaxer utan kvasaraktivitet.

Där upptäckte astronomerna bland annat vad de kallar "förvrängda strukturer" i de aktiva galaxernas ytterområden.

Slutsatsen blev att galaxer med kvasarer löper tre gånger så stor risk att kollidera med andra galaxer, och att själva kollisionen mellan galaxerna sänder ut gas i riktning mot det svarta hålet och därmed är en del av bränslet bakom den extrema ljusshowen.

Stoft och gas utstöter ljusvrål

Kvasarer tänds när enorma, supertunga svarta hål obönhörligt attraherar damm och gas. Innan gaserna försvinner ner i intet antänds de och ger ifrån sig ett sista, desperat dödsvrål.

© Ken Ikeda Madsen

Gigantisk svart hål attraherar gas

I hjärtat av en stor galax med omfattande stjärnbildning börjar ett supertungt svart hål attrahera stora mängder gas. Gasen virvlar runt hålet i nära ljusets hastighet.

© Ken Ikeda Madsen

Glödheta partiklar skapar explosion av ljus

Partiklarna värms upp till flera miljoner grader och uppnår så höga energier att upp emot 32 procent av deras massa omvandlas till strålning, vilket ­skapar en våldsam explosion av ljus.

© Ken Ikeda Madsen

Jetströmmar slungar ut väte i tomma rymden

Samtidigt slungas två jetströmmar av laddade partiklar ut i den intergalaktiska rymden. Strömmarna är en viktig anledning till att 40 procent av den synliga massan är tunn vätgas mellan galaxerna.

© Ken Ikeda Madsen

Orkan av gas hindrar stjärnbildning

Ljusexplosionen sprids i alla riktningar och ljustrycket slungar ut en orkan av gas ur det svarta hålet och vidare genom galaxen. Längs vägen sprider orkanen ut andra gasansamlingar och motverkar på så sätt att de bildar stjärnor. Detta hinder för stjärnbildning förklarar varför universum i dag innehåller förhållandevis få jättegalaxer.

Astronomerna visste i förväg att kvasarer skapas av gaspartiklar som ger ett sista "vrål" av ljus innan de försvinner ned i det svarta hålet.

Den nya studien avslöjar att kosmiska kollisioner mellan galaxerna alltså även är avgörande för att gasen överhuvudtaget skickas i riktning mot de hungriga, svarta jättarna.

Upptäckten är enligt forskarna själva ett viktigt steg för att förstå de kraftfulla objekt som på grund av sin enorma ljusstarka fungerar som ett slags fyrtorn i historien om universums barndom.

"Kvasarer spelar en nyckelroll i vår förståelse av universums historia och potentiellt även framtiden för Vintergatan", förklarar bland andra Johnny Pierce, som har deltagit i studien, i ett pressmeddelande.