Een groep onderzoekers onder leiding van Paula Sánchez-Sáez, een doctoraalstudent aan de afdeling Sterrenkunde van de Universidad de Chile, erin geslaagd om te bepalen dat de snelheid van variabiliteit in het licht dat wordt uitgestraald door materiaal dat wordt opgeslokt door superzware zwarte gaten in kernen van actieve sterrenstelsels, wordt bepaald door de accretiesnelheid, dat is, hoeveel materie ze 'eten'.

"Het licht dat wordt uitgestraald door het materiaal dat valt (de helderheid ervan) verandert veel in de loop van de tijd, zonder een stabiel patroon, dus we zeggen dat ze variabiliteit vertonen. We weten dat het varieert, maar we weten nog steeds niet duidelijk waarom. Als men andere objecten waarneemt, zoals sterren of sterrenstelsels zonder actieve kernen, hun helderheid is constant in de tijd, maar als we kijken naar sterrenstelsels met actieve kernen, stijgt en daalt hun helderheid, en is volkomen onvoorspelbaar. We hebben onderzocht hoe de amplitude van deze variatie in het uitgestraalde licht (of in eenvoudige woorden, de amplitude van de variabiliteit) is gerelateerd, met de gemiddelde helderheid uitgezonden door de AGN, de massa van het superzware zwarte gat, en de AGN-aanwassnelheid (die overeenkomt met hoeveel materiaal het zwarte gat in een jaar verbruikt). De resultaten van onze analyse laten zien dat, in tegenstelling tot wat werd geloofd, de enige belangrijke fysieke eigenschap om de amplitude van de variabiliteit te verklaren, is de AGN-accretiesnelheid, ", legt de jonge onderzoeker uit.

De studie stelde vast dat er maar één fysieke eigenschap is die de variabiliteit van deze objecten kan voorspellen:de accretiesnelheid. "Dit is niets anders dan hoeveel materiaal er in dit superzware zwarte gat valt. Dus als het op dieet is, of hij veel slikt of niet meer in zijn mond past... dat zal bepalen of ze veel of weinig variëren. En wat we ontdekken is dat hoe minder ze slikken, hoe meer ze variëren, " legt Paulina Lira uit, een academicus van de afdeling Sterrenkunde van de Universidad de Chile, en een onderzoeker bij het CATA Center for Excellence in Astrophysics.

Voor Paula Sánchez-Sáez, eerste auteur van de studie, het belang van deze ontdekking is om te proberen op te helderen wat het fysieke mechanisme is achter deze variabiliteit, een van de meest inherente kenmerken van de actieve galactische kernen. "De resultaten die in deze studie zijn verkregen, dagen het oude paradigma uit dat de amplitude van de AGN-variabiliteit voornamelijk afhing van de helderheid van de AGN. Dit werd aangenomen omdat het meten van de massa van zwarte gaten niet altijd mogelijk is, dus het meten van accretiesnelheden kon alleen nauwkeurig worden gedaan voor een paar objecten, maar met de SDSS-gegevens was het mogelijk om deze fysieke eigenschappen te meten voor een steekproef van de orde van 2, 000 objecten, die ook werden waargenomen door de QUEST-La Silla AGN Variability Survey. In aanvulling, uit ons variabiliteitsonderzoek, we waren in staat om lichtcurven van zeer goede kwaliteit te verkrijgen voor een groot aantal objecten, zodat we de variabiliteit van elk object onafhankelijk kunnen bestuderen, wat voorheen niet mogelijk was voor een grote steekproef van AGN. Door het feit te combineren dat we nauwkeurige metingen van AGN-fysische eigenschappen hadden, naast een goede karakterisering van de variabiliteit van individuele AGN, we konden vaststellen dat de belangrijkste factor die de amplitude van de variabiliteit bepaalt de accretiesnelheid is, of in meer technische woorden de Eddington-ratio, " ze zegt.

De gegevens die in dit werk worden gebruikt, zijn afkomstig uit twee bronnen. Voor de variabiliteitsanalyse gebruikten ze gegevens van de QUEST-La Silla AGN Variability Survey (onder leiding van Paulina Lira), die tussen 2010 en 2015 werd uitgevoerd, observeren van 5 extragalactische velden. Voor de studie van de fysische eigenschappen van de AGN, ze gebruikten openbare spectrale gegevens van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

In de toekomst, de onderzoekers zullen proberen de tijdschaal van variabiliteit van deze actieve galactische kernen te bestuderen. "Een andere zeer belangrijke eigenschap is de tijdschaal van variabiliteit van deze objecten. Om deze eigenschap nauwkeurig te meten, hebben we lichtcurven nodig met een dekking van meer dan 10 jaar. We moeten dus wachten tot toekomstige onderzoeken, zoals de Large Synoptic Survey Telescope (LSST), meer fotometrische gegevens verstrekken, zodat we deze gegevens kunnen combineren met onze gegevens van QUEST-La Silla AGN variabiliteitsonderzoek om onze lichtcurven uit te breiden tot een orde van 20 jaar, ' zegt Paula.