Astronomowie analizujący dane z Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ogłosili, że w jednym z odległych kwazarów wyczerpały się zapasy gazu.
Wyniki opisane 8 stycznia podczas spotkania American Astronomical Society w Kissimmee na Florydzie wyjaśniają dlaczego kwazar SDSS J1011+5442 uległ tak dramatycznym zmianom w ciągu zaledwie kilku lat między obserwacjami.
„Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że na niebie nic się nie zmienia,” mówi profesor astronomii Scott Anderson z University of Washington, który jest głównym badaczem przeglądu spektroskopowego SDSS. „Dzięki SDSS mamy okazję dostrzec zmiany, które właście zachodzą.”
Kwazary to zwarte obszary w centrach dużych galaktyk zazwyczaj otaczające masywną czarną dziurę. Czarna dziura w centrum J1011+5442 ma masę 50 milionów mas Słońca. Pożerając olbrzymie ilości superogorącego gazu czarna dziura emituje olbrzymie ilości promieniowania i fal radiowych. Gdy astronomowie SDSS wykonywali pierwsze obserwacje J1011+5442 w 2003 roku wykonali pomiary widma kwazaru, co pozwoliło na zrozumienie właściwości gazu pochłanianego przez czarną dziurę. Bardzo wyraźna linia wodoru alfa w widmie pozwoliła określić jak duża ilość gazu wpada do centralnej czarnej dziury.
Na początku 2015 roku SDSS ponownie wykonał widmo tego kwazaru i dostrzegł ogromny spadek między danymi z 2003 a 2015 roku. Przez te 12 lat zespół wykonywał dodatkowe obserwacje za pomocą innych teleskopów, aby określić okres zmian.
„Różnica była zaskakująca i niespotykana,” powiedział doktorant astronomii na UW John Ruan. „Emisja H-alfa spadła o czynnik 50 w okresie krótszym niż 12 lat i kwazar zaczął teraz wyglądać jak normalna galaktyka.”
Zmiana była na tyle duża, że wśród współpracowników SDSS i społeczności astronomicznej kwazar ten znany był jako „kwazar zmieniający wygląd.” Czarna dziura wciąż tam jest jednak w ciągu ostatnich 10 lat najprawdopodobniej pochłonęła cały gaz w swoim otoczeniu. Fakt braku gazu wokół czarnej dziury uniemożliwił zespołowi SDSS wykonanie spektroskopowej sygnatury kwazaru.
„To pierwszy raz, kiedy udało nam się zaobserwować tak gwałtowne wyłaczenie kwazaru,” mówi główny autor Jessie Runnoe, post-doc na Pennsylvania State University.
Zanim Runnoe, Ruan i ich współpracownicy mogli dojść do tgo wniosku musieli wykluczyć dwie inne możliwości. Gęsta warstwa pyłu mogłaby przejść przez centralną część galaktyki zasłaniając czarną dziurę w jej centrum. Stwierdzono jednak, że żaden obłok pyłu nie może poruszać się na tyle szybko, aby spowodować 50-krotny spadek jasności w ciągu zaledwie 2 lat. Inną możliwością byłoby stwierdzenie, że jasny kwazar obserwowany w 2003 roku był tylko tymczasowym rozbłyskiem spowodowanym rozerwaniem przez czarną dziurę pobliskiej gwiazdy. Mimo, że w wielu przypadkach to wytłumaczenie się utrzymało, to nie da się w ten sposób wytłumaczyć faktu, że ten kwazar świecił bardzo jasno przez wiele lat zanim się wyłączył.
W związku z tym zespół stwierdził, że kwazar wykorzystał cały gorący gaz w bezpośrednim otoczeniu co spowodowało gwałtowny spadek jasności.
„W praktyce kwazarowi skończyło się pożywnie, przynajmniej na razie,” mówi Runnoe. „Mieliśmy szczęście, że udało nam się zaobserwować to zdarzenie tuż przed i po.”
Kwazar zmieniający wygląd to pierwsze duże odkrycie ogłoszone w ramach spektroskopowego przeglądu Time-Domain Spectroscopic Survey, jednego z elementów czwartej fazy SDSS,która potrwa przez kolejne kilka lat.
„Udało nam się odkryć ten kwazar ponieważ postanowiliśmy przeanalizować tysiące kwazarów badanych już wcześniej,” powiedział Anderson. „To odkrycie było możliwe ponieważ SDSS to bardzo obszerny przegląd i trwa już tak długo.”
Więcej informacji: mnras.oxfordjournals.org/content/455/2/1691.short
Źródło: University of Washington