Kvaarid on mõned universumi eredamad objektid ja astronoomid usuvad, et need on põhjustatud keskkonnast tuleneva kiirguse väljavoolust aktiivselt toitva supermassiivse musta augu ümber. Astronoomid kasutasid gravitatsiooniläätsena suhteliselt lähedal asuva galaktika gravitatsiooni, et fokusseerida valgust kaugemast kvaasarist, andes selle muljetavaldava vaate.
Esmakordselt, kasutades uudset tehnikat, on astronoomid vaadanud kvaasari sisse ja mõõtnud musta augu ümber nn akretsioonketta. Uuring annab täiendava kinnituse sellele, mida teadlased on juba ammu kahtlustanud - kvaasarite ülimassiivsed mustad augud on ümbritsetud neisse spiraalselt liikuva materjali ülekuumendatud ketastega.
Penn State University ja Ohio State University teadlasi kaasatud projekti tulemustest ja vaatlustest NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskusega antakse teada täna (5. oktoobril 2006) Ameerika astronoomiaühingu (AAS) suure energiatarbimisega astrofüüsika koosolekul Jaoskond San Franciscos.
Ohio osariigi Christopher Kochaneki juhitud uurimisrühma kuuluvad Ohio osariigis Xinyu Dai ja Nicholas Morgan ning Penn State'is George Chartas ja Gordon Garmire. Meeskond uuris kahe kvasari sisemisi konstruktsioone, mille valgus sai nähtavaks alles siis, kui galaktika juhtus otse nende ja Maa vahele, suurendades nende valgust nagu lääts. Astronoomid võrdlesid seda efekti, mida nimetatakse gravitatsiooniläätseks või mikrolülitamiseks, sellega, et nad said kvaasreid mikroskoobi all vaadata.
„Paljud mudelid püüavad kirjeldada kvaasis toimuvat ja enne ei saanud ühtegi neist välistada. Nüüd saavad mõned neist hakkama, ”ütles Ohio osariigi järeldoktor Xinyu Dai, kes hiljuti omandas doktorikraadi Penni osariigis. "Saame hakata kvasarite täpsemaid mudeleid looma ja saada mustadest aukudest täielikum ülevaade."
Penn State'is asuv Garmire on NASA Chandra observatooriumi täiustatud CCD-kujutusspektromeetri (ACIS) röntgenkaamera uurija, mida astronoomid kasutasid kahe kvasari gravitatsioonilise läätse vaatlemiseks. Selle röntgenkaamera kavandasid ja arendasid NASA jaoks Penn State ja Massachusettsi tehnoloogiainstituut Garmire juhtimisel, kes on Penni osariigi astronoomia ja astrofüüsika professor Evan Pugh. Praktiliselt iga oluline Chandra avastus on tuginenud vaatlustele ACIS-kaamera abil.
Maast vaadatuna näevad kvaasarid või kvaasitähelised objektid välja nagu tähed. Need on äärmiselt heledad, mistõttu võime neid näha ka siis, kui nad kuuluvad universumi kõige kaugemate objektide hulka. Astronoomid hämmastasid kvaasarite üle aastakümneid, enne kui otsustasid, et tõenäoliselt sisaldavad need ülimassiivseid mustaid auke, mis moodustasid miljardeid aastaid tagasi. Musta auku kukkuv materjal helendab eredalt ja kvaasarite korral paistab see läbi paljude energiaallikate, sealhulgas nähtava valguse, raadiolainete ja röntgenkiirte.
"Mustade aukude proovivõtturi emissioonipiirkondade röntgenikiirgus, mis asub mustale augule lähemal kui optilises sagedusalas," selgitab Pennase osariigi vanemteadur Chartas, kes analüüsis röntgenkiirguse andmeid, mis saadi mitmete selle mikrolennu uuringu objektid. „Võrreldes mikrolülituse sündmuse röntgenkiirte kõveraid mitme optilise sagedusribaga, järeldasime emissioonipiirkondade suhtelise suuruse. See võrdlus võimaldas meil piirata musta augu akretsioonketta ketti erinevatel lainepikkustel. "
Kvaarid on nii kaugel, et isegi kõige arenenumate teleskoopide korral näevad nad tavaliselt välja nagu pisike täppisvalgus. Kuid Einstein ennustas, et kosmose massiivsed objektid võivad mõnikord tegutseda nagu läätsed, painutades ja suurendades nende taga asuvatelt objektidelt tulevat valgust, mida vaatleja näeb. Efekti nimetatakse gravitatsiooniläätseks ja see võimaldab astronoomidel uurida mõnda objekti muidu kättesaamatus detailsuses. "Meie õnneks toimivad tähed ja galaktikad vahel väga suure eraldusvõimega teleskoopidena," sõnas Kochanek. "Nüüd ei vaata me lihtsalt kvaasrit, vaid sondeerime kvaasi sisemust ja jõuame sinna, kus on must auk."
Teadlased suutsid mõõta niinimetatud akordimisketta suurust iga kvasari sees oleva musta augu ümber. Mõlemas ümbritses ketas väiksemat ala, mis kiirgas röntgenikiirgust, justkui ketta materjali kuumutataks, kuna see langes keskel asuvasse musta auku. Just seda nad eeldasid nägevat, arvestades praeguseid ettekujutusi kvaasaritest. Kuid sisevaade aitab neil neid mõisteid täpsustama hakata, ütles Dai.
Projekti võti oli NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus, mis võimaldas astronoomidel täpselt mõõta iga kvasari röntgenikiirgust kiirgava piirkonna heledust. Nad ühendasid need mõõtmised optiliste teleskoopide abil, mis kuuluvad väikese ja mõõduka avaga uuritava teleskoobi süsteemi konsortsiumi ja optilise gravitatsiooniläätse eksperimenti. Astronoomid uurisid kvaasaritest tuleva röntgenikiirguse ja nähtava valguse varieeruvust ja võrdlesid neid mõõtmisi, et arvutada akretsiooniketta suurus igas. Nad kasutasid arvutiprogrammi, mille Kochanek spetsiaalselt selliste arvutuste jaoks lõi, ja käitasid seda 48 protsessoriga arvutiklastris. Iga kvaasari arvutamine võttis umbes nädala.
Kaks uuritud kvasari kannavad nime RXJ1131-1231 ja Q2237 + 0305 ning Kochanek ütles, et neis pole midagi erilist, välja arvatud see, et nad mõlemad olid gravitatsiooniläätse abil. Tema ja ta grupp õpivad praegu 20 sellist objektiiviga kvaasi ja nad tahaksid lõpuks koguda nende kõigi kohta röntgeniandmeid.
See projekt on osa jätkuvast koostööst Ohio osariigi ja Penn State'i vahel. Uuringuid rahastab NASA. Arvutiklastri pakkus Ohio superarvuti keskuse (OSC), Ohio Regentside Nõukogu ja OSC üleriigilise kasutajarühma algatusel asuv klaster Ohio. NASA Marshalli kosmoselennukeskus Alamamas Huntsville'is juhib agentuuri teadusmissioonide direktoraadi Chandra programmi. Massachusettsi osariigis Cambridge'is asuv Smithsoni astrofüüsikaline vaatluskeskus kontrollib teadust ja lennutegevust Chandra röntgenikeskuses Cambridge'is, Massachusettsis.
Algne allikas: PSU uudisteväljaanne
