Ένα μακρινό κβάζαρ, το οποίο παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις στη φωτεινότητά του, φαίνεται να εξασθενεί και να λαμπρύνει κατά ένα εξαιρετικό ποσοστό, με μεταβολές που ισοδυναμούν με 2 τρισεκατομμύρια φορές τη φωτεινότητα του ήλιου μας.
Είναι η πρώτη φορά που ένα τέτοιο μεταβαλλόμενο κβάζαρ εντοπίζεται στο πρώιμο σύμπαν, χρονολογούμενο 12.9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν – μόλις 900 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Κβάζαρ
Τα κβάζαρ είναι οι εξαιρετικά ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στην καρδιά ορισμένων γαλαξιών, οι οποίες τρέφονται μανιωδώς με αέρια που κατευθύνονται προς το μέρος τους. Καθώς το αέριο περιστρέφεται γύρω από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας – το σημείο από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει – θερμαίνεται λόγω της τριβής, με αποτέλεσμα να λάμπει έντονα.
Επιπλέον, τα μαγνητικά πεδία μπορούν να εκτοξεύσουν φορτισμένα σωματίδια με τη μορφή ισχυρών πιδάκων, καθιστώντας τα κβάζαρ από τα πιο φωτεινά αντικείμενα στο σύμπαν.
Περισσότερα από ένα εκατομμύριο κβάζαρ έχουν ανακαλυφθεί στο σύμπαν, αλλά μόνο περίπου 200 από αυτά έχουν εντοπιστεί κατά το πρώτο δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ενώ τα περισσότερα κβάζαρ παρουσιάζουν διακυμάνσεις, συνήθως το κάνουν σε μέτριο βαθμό, και μια τέτοια συμπεριφορά δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ξανά σε τόσο πρώιμη φάση της κοσμικής ιστορίας.
«Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα κβάζαρ στο κοντινό σύμπαν μπορούν να παρουσιάζουν διακυμάνσεις», δήλωσε ο Τζιν Λουνγκ από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας του MIT.
«Αυτό το τρεμόπαιγμα προέρχεται από διακυμάνσεις στον τρόπο με τον οποίο το αέριο τροφοδοτείται στη μαύρη τρύπα. Ο τρόπος που μεταβάλλεται το φως μάς αποκαλύπτει στοιχεία για τη δομή του δίσκου προσαύξησης της μαύρης τρύπας και για το είδος των “μπουκιών” που καταναλώνει».
Το συγκεκριμένο κβάζαρ εκπέμπει ενέργεια που ισοδυναμεί με τη φωτεινότητα 12 τρισεκατομμυρίων ήλιων, και το φως του παρουσιάζει διακυμάνσεις της τάξης του 20% – δηλαδή 2 τρισεκατομμύρια φορές τη φωτεινότητα του δικού μας άστρου. Πρόκειται για ένα αξιοσημείωτο ποσοστό που δείχνει πόσο γρήγορα αναπτύσσεται αυτή η μαύρη τρύπα.
Παρόλα αυτά, το αντικείμενο είναι τόσο μακρινό που παραμένει εξαιρετικά αμυδρό, επομένως η ανίχνευση αυτών των τεράστιων μεταβολών δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Το φως όχι μόνο ταξίδεψε για τεράστιο χρονικό διάστημα, αλλά η διαστολή του σύμπαντος τέντωσε επίσης το μήκος κύματός του προς πιο κόκκινα τμήματα του φάσματος, ένα φαινόμενο που ονομάζεται «ερυθρή μετατόπιση».
Ένα κοσμικό κερί που τρεμοπαίζει στα βάθη του χρόνου
Η ερυθρή μετατόπιση του φωτός μείωσε επίσης τη συχνότητα των διακυμάνσεων. Μεταβολές που αρχικά μπορεί να διαρκούσαν ημέρες όταν το φως έφυγε από το κβάζαρ, μετατοπίστηκαν σε διάρκεια μηνών μέχρι να φτάσουν σε εμάς. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα δεδομένα πολλών ετών του NEOWISE αποδείχθηκαν ανεκτίμητα.
«Είδαμε το κβάζαρ να τρεμοπαίζει τυχαία κατά τη διάρκεια της 14ετούς περιόδου, μοιάζοντας πολύ με τη φλόγα ενός κεριού που τρεμοπαίζει χωρίς σταθερό μοτίβο», ανέφερε ο Λουνγκ.
Οι διακυμάνσεις σε διαφορετικά μήκη κύματος συνδέονται με τις μεταβολές στη θερμοκρασία του αερίου που στροβιλίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα. Όσο πιο κοντά βρίσκεται το αέριο, τόσο πιο θερμό είναι. Από αυτό, η ομάδα του Λουνγκ μπόρεσε να συμπεράνει ότι το αέριο έχει εγκατασταθεί σε έναν πολύ επίπεδο δίσκο προσαύξησης γύρω από τη μαύρη τρύπα.
Εν τω μεταξύ, τα ευρήματα μπορούν να διαβαστούν σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε τη Δευτέρα (8 Ιουνίου) στο Nature Astronomy.
