Letzte Woche berichteten Astronomen der Yale University, etwas Ungewöhnliches gesehen zu haben: Ein scheinbar unerschütterliches Leuchtfeuer aus der Ferne des Universums verstummte. Diese Reliktlichtquelle, ein Quasar in der als Himmelsäquator bekannten Region unseres Himmels, wurde im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts unerwartet sechs- bis siebenmal dunkler. Dank dieser dramatischen Veränderung der Leuchtkraft haben Astronomen jetzt eine beispiellose Gelegenheit, sowohl den Lebenszyklus von Quasaren als auch die Galaxien zu untersuchen, die sie einst als Heimat bezeichneten.
Ein Quasar entsteht aus einer fernen (und daher sehr alten) Galaxie, die einst ein zentrales, rotierendes supermassives Schwarzes Loch enthielt - was Astronomen einen aktiven galaktischen Kern nennen. Dieses sich drehende Tier verschluckte große Mengen an Umgebungsgas und Staub, warf das umgebende Material auf und ließ es mit rasender Geschwindigkeit aus der Galaxie strömen. Quasare leuchten, weil diese alten Jets enorme Energien erreichten und dadurch einen Lichtstrom hervorriefen, der so mächtig ist, dass Astronomen ihn hier auf der Erde noch Milliarden von Jahren später entdecken können.
Zu ihrer Blütezeit waren einige aktive galaktische Kerne auch energetisch genug, um Elektronen weiter vom zentralen Schwarzen Loch entfernt anzuregen. Aber selbst im sehr frühen Universum konnten Elektronen dieser Aufregung nicht für immer standhalten. Die Gesetze der Physik erlauben es nicht. Schließlich würde jedes Elektron in seinen Ruhezustand zurückfallen und ein Photon mit entsprechender Energie freisetzen. Dieser Erregungszyklus ereignete sich immer und immer wieder in regelmäßigen und vorhersehbaren Mustern. Moderne Astronomen können diese Übergänge - und die sie verursachenden Energien - visualisieren, indem sie das optische Spektrum eines Quasars auf charakteristische Emissionslinien bei bestimmten Wellenlängen untersuchen.
Es werden jedoch nicht alle Quasare gleich erstellt. Während die Spektren einiger Quasare viele helle, breite Emissionslinien bei unterschiedlichen Energien zeigen, bestehen die Spektren anderer Quasare nur aus der schwachen, schmalen Sorte. Bis jetzt dachten einige Astronomen, dass diese Variationen der Emissionslinien zwischen Quasaren einfach auf Unterschiede in ihrer Ausrichtung von der Erde aus zurückzuführen sind; Das heißt, je mehr ein Quasar relativ zu uns war, desto breiter würden die Emissionslinien sein, die Astronomen sehen könnten.
Aber all das wurde jetzt in Frage gestellt, dank unseres Freundes J015957.64 + 003310.5, dem Quasar, den das Team der Astronomen in Yale enthüllt hat. In der Tat ist es jetzt plausibel, dass sich das Muster der Emissionslinien eines Quasars im Laufe seiner Lebensdauer einfach ändert. Nachdem die Forscher zehn Jahre lang spektrale Beobachtungen vom Quasar gesammelt hatten, beobachteten sie seine ursprüngliche Helligkeitsänderung im Jahr 2010. Im Juli 2014 bestätigten sie, dass es sich immer noch um ebenso schwache, widerlegte Hypothesen handelte, die darauf hinwiesen, dass der Effekt einfach auf dazwischenliegendes Gas oder Staub zurückzuführen war . "Wir haben uns zu diesem Zeitpunkt Hunderttausende von Quasaren angesehen und jetzt einen gefunden, der ausgeschaltet ist", erklärte C. Megan Urry, Mitautorin der Studie.
Wie würde das passieren, fragst du? Nachdem Urry und ihre Kollegen den vergleichbaren Mangel an breiten Emissionslinien in ihrem Spektrum beobachtet haben, glauben sie, dass das Schwarze Loch im Herzen des Quasars vor langer Zeit einfach eine Diät gemacht hat. Schließlich würde ein aktiver galaktischer Kern, der weniger Material verbraucht, weniger Energie erzeugen, was zu schwächeren Teilchenstrahlen und weniger angeregten Atomen führen würde. "Die Stromquelle wurde nur schwach", sagte Stephanie LaMassa, die Hauptforscherin der Studie.
LaMassa fuhr fort: „Weil der Lebenszyklus eines Quasars eines der großen Unbekannten ist, ist es erstaunlich, einen zu fangen, wenn er sich innerhalb eines menschlichen Lebens ändert.“ Und da der Lebenszyklus von Quasaren vom Lebenszyklus supermassiver Schwarzer Löcher abhängt, kann diese Entdeckung den Astronomen helfen, zu erklären, wie sich diejenigen, die im Zentrum der meisten Galaxien liegen, im Laufe der Zeit entwickeln - einschließlich Schütze A *, dem supermassiven Schwarzen Loch am Zentrum unserer eigenen Milchstraße.
"Obwohl Astronomen seit mehr als 50 Jahren Quasare studieren, ist es aufregend, dass jemand wie ich, der seit fast einem Jahrzehnt Schwarze Löcher studiert, etwas völlig Neues finden kann", fügte LaMassa hinzu.
Die Forschungsergebnisse des Teams werden in einer kommenden Ausgabe von veröffentlicht Das astrophysikalische Journal. Ein Vordruck des Papiers ist hier verfügbar.
