Kvazárok

Ebben a videóban a kvazárokról szeretnék beszélni. Ez a név a csillagszerű rádióforrások rövidítése (quasi-stellar radio sources). Ez a név csak a mellékterméke a kvazárok első megfigyelésének, mert mind olyan volt, mint valamiféle pontszerű elektromágneses hullámforrás, amik főként a spektrum rádióhullámú tartományában sugároztak, ezért neveztük el őket csillagszerű rádióforrásoknak. Aztán kiderült, hogy nem csillagok, nem is csillagszerűek, és valójában a fő energiakibocsátásuk még csak nem is az elektromágneses spektrum rádió sávjában van, sokkal nagyobb energiájúak, mint az. Mik is ezek valójában? A galaxisok aktív magjai. Gondolkodjunk el ezen egy kicsit! Tehát van egy szupermasszív fekete lyuk egy galaxis közepén ‒ hadd rajzoljam le ide! Ez a szupermasszív fekete lyuk, ez mondjuk a fekete lyuk eseményhorizontjának a felszíne. A fekete lyuk jelenlegi tömege ennek az eseményhorizontnak a közepében van. Ha valami anyag elhalad a fekete lyuk mellett, azt magához fogja vonzani, egy akkréciós korong alakul ki belőle a fekete lyuk körül. Ez az anyag elkezd forogni a fekete lyuk körül, egy része, ha nem elég nagy a sebessége, bele fog esni a fekete lyukba. Szóval van ez az összes anyag, ami mozog a fekete lyuk körül, ebből valamennyi, ha nem elég a sebessége, nem elég a fekete lyuk körüli keringéshez, bele fog esni. Hadd jelöljem meg, ez az akkréciós korong. Ahogy a dolgok egyre gyorsabbak lesznek, és egyre közelebb kerülnek a fekete lyukhoz, egyre többször összeütköznek egymással, a fekete lyukba zuhanó anyag gravitációs helyzeti energiája átalakul tényleges energiává, tényleges hőmérsékletté, ezért ezek kezdenek nagyon, hihetetlenül forróvá válni a felszín közelében. Egyre forróbbak lesznek, ahogy zuhannak egyre közelebb ehhez az eseményhorizonthoz. Az eseményhorizont közvetlen közelében ezek a folyamatok annyira intenzívek, hogy az anyag magas frekvenciájú elektromágneses hullámokat bocsát ki, főleg a spektrum röntgen tartományában. Nagyon világos szeretnék lenni. Két dolog van itt. Az egyik, hogy amikor a kvazárokról tanulsz, ‒ vagy amikor először úgy mutattam be a kvazárt, mint egy nova-különlegességet ‒, azt gondolhatod, hogy a kvazár, ez a sugárzás valahogy magából a fekete lyukból indul ki. És én vakarhatnám a fejemet, mert éppen most mondtam, hogy semmi sem tud kiszökni a fekete lyuk eseményhorizontja mögül, beleértve az elektromágneses hullámokat is. Tehát hogy tudja ezt kibocsátani a fekete lyuk? A válasz az, hogy nem a fekete lyuk bocsátja ki. Az akkréciós korong anyaga bocsátja ki, ami még nem jutott el egészen az eseményhorizontig. Ha egyszer az eseményhorizont belsejében van, akkor semmilyen elektromágneses sugárzás ‒ amit lehet, hogy kibocsát ‒ nem lesz képes kiszökni a fekete lyukból, nem lesz képes átszökni a tényleges eseményhorizonton. Tehát ez mind az akkréciós korongból származik, ami a szupermasszív fekete lyuk körül van. A másik kérdés pedig, ami fel szokott vetődni, hogy miért jelennek meg ezek a merőlegesek, az akkréciós korong síkjára merőleges sugarak? Legalábbis az én logikám szerint a dolgok nem fognak kiugrani, nem fognak kiugrani az akkréciós lemez síkjában, mert akkor a többi anyag elnyeli őket, valójában ez azt fogja eredményezni, hogy a többi anyag ‒ közelebb a tényleges eseményhorizonthoz ‒ felmelegszik. Tehát bármilyen energia, ami ebben az irányban kijön, egyszerűen elnyelődik, és forróbbá teszi a többi anyagot. Csak ha nagyjából az akkréciós síkra merőlegesen jön ki ez az energia, akkor tud valahogy kijutni, és szabadon kisugározni az űrbe. Nagyon világos szeretnék lenni. A kvazárok az általunk ismert legfényesebb objektumok az univerzumban. A fényességük, sok kvazár fényessége nagyságrendileg ezer milliárdszorosa a Napénak, tehát fényesebbek lehetnek, mint egy egész galaxis. És ez csak a tér egy meglehetősen kicsi tartománya körüli anyagból származik, sokkal, sokkal, sokkal kisebből, mint egy tényleges galaxis. Ez maga a központ, csupán egyfajta galaxismag. Egy másik érdekes dolog a kvazárokkal kapcsolatban ‒ és ez valamiképpen hihetővé teszi az elképzelést az állandóan változó világegyetemről, még bizonyos fokig az ősrobbanást is ‒ az, hogy ezek a szupermasszív fekete lyukak közevetlenül az ősrobbanás után jöhettek létre. El tudod képzelni, hogy az univerzum fejlődésének ebben a korai szakaszában sok tömegnek kellett lenni ezek körül a fekete lyukak körül, amiknek nem volt elég nagy a sebességük ahhoz, hogy el tudjanak menekülni, vagy hogy körülötte keringjenek, így aztán ezek elkezdtek belezuhanni a fekete lyukba. Aztán az idő múlásával ennek az összes anyagnak, aminek bele kellett esnie a fekete lyukba, a szupermasszív fekete lyukba, bele is esett a szupermasszív fekete lyukba. Ha elképzeled, valamikor egy későbbi időszakban még mindig léteznie kellett a szupermasszív fekete lyuknak, de többnyire összesen annyit láthatsz belőle, hogy dolgok keringenek körülötte. Aminek bele kellett esnie, az már beleesett, szóval csak a körülötte keringő dolgokat fogod látni. És éppen ezt látjuk, ha körülnézünk magunk körül. Ha megnézzük a mi Tejútrendszerünket, nem sok anyagot látunk, ami most esik bele. Például a Tejútrendszernek nincs aktív magja, jelenleg a Tejútrendszer galaxis közepén nincs kvazár. Az ott levő szupermasszív fekete lyuk ‒ mondhatni ‒ nem vonja el, nem fogyasztja az anyagot. De el tudod képzelni, hogy a Tejútrendszer múltjában valamikor sok anyag lehetett itt, aminek nem volt elég a sebessége a keringéshez, és így elpusztult, és ahogy elpusztult, röntgensugárzást bocsáthatott ki, kvazárként figyelhettük volna meg. Éppen ez az, amit észlelünk. A legközelebbi kvazárok ‒ több mint 200 000 kvazárt fedeztünk fel ‒, a legközelebbi kvazárok körülbelül 780 millió fényévre vannak tőlünk. Tehát mit jelent ez? Nem látunk olyan kvazárokat, amelyek 780 millió fényévnél közelebb vannak. Ez azt jelenti, hogy ‒ legalábbis az univerzumnak ezen a területén ‒ a legújabb kvazárok 780 millió évvel ezelőttiek. Ha az univerzum közelebbi részeit nézzük ‒ hadd rajzoljam le ‒, mondjuk ez a megfigyelhető univerzum, itt vagyunk mi. Tehát csak egy bizonyos távolságra tőlünk kezdünk észlelni kvazárokat És ez a távolság valójában egy bizonyos időpont is a múltban, mert a fénynek 780 millió évbe telt, hogy elérjen hozzánk. Lényegében a legtöbb kvazár több mint 3 milliárd fényévre van tőlünk. Ez csak azt árulja el, hogy több mint 3 milliárd évvel ezelőtt a múltban léteztek, a jelenlegi univerzum fiatal korában, amikor az akkori anyagot ezek a szupermasszív fekete lyukak elpusztították a galaxisok középpontjában. Ahogy közelebb jövünk az időben, ennek az anyagnak a nagy része már elpusztult, és csak keringő anyag van a szupermasszív fekete lyukak körül, amiket galaxisoknak hívunk. Ezért nem fedezünk fel már kvazárokat. Csak hogy legyen elképzelésed, azt gondolom, ezek ‒ mint minden, amit a kozmológiában tanulunk ‒ felfoghatatlan fogalmak, hihetetlen távolságok, hihetetlen tömegek, hihetetlen fényerősségek, azt hiszem, elgondolkozhatsz ezeken. Csak hogy legyen róla elképzelésed: a legfényesebb kvazárok, a legfényesebb ismert kvazárok körülbelül 1000 naptömeget nyelnek el évente, tehát nagyjából 10 Földet másodpercenként, ha jól számoltam. 10 Földet nyelnek el másodpercenként a legfényesebb kvazárok. És ez az energia ‒ ez a tömeg, ami itt növekszik körülötte, ez hozza létre ezt az összes energiát. De valójában nem kellene, nem is jelen időben kellene beszélnem erről, ez a múltban történt, csak most figyeljük meg. Mindössze annyit tudunk, hogy a világegyetem többi része úgy tűnik, meglehetősen hasonló az általunk ismert univerzumhoz. És valóban nincs sok kvazár semerre sem. Habár az érme másik oldala lehet, hogy ugyanaz anyag nagy részét már elfogyasztotta, talán még a mi fekete lyukunk a Tejútrendszer közepén egyszer később lehet, hogy még képes lesz elfogyasztani néhány csillag anyagát, még néhányat ‒ igen, bármilyen típusú anyagot a jövőben. Ez 4 vagy 5 milliárd év múlva történhet meg a jövőben, amikor összeütközünk az Andromeda-galaxissal. Mindenesetre remélem, kaptál némi elgondolkodtató információt.