Astrofysici van de Universiteit van Bath hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de verblijfplaats van uiterst zeldzame extragalactische objecten te bepalen. Ze hopen dat hun techniek om 'quasars met een veranderend uiterlijk' te vinden wetenschappers een stap dichter bij het ontrafelen van een van de grootste mysteries van het universum zal brengen:hoe superzware zwarte gaten groeien. Quasars worden verondersteld verantwoordelijk te zijn voor het reguleren van de groei van superzware zwarte gaten en hun gastheerstelsels.

Een quasar is een gebied met spectaculaire helderheid in het centrum van een melkwegstelsel, aangedreven door een superzwaar zwart gat - het grootste type zwart gat, met een massa die miljoenen of miljarden groter is dan die van onze zon. In het centrum van de Melkweg bevindt zich een superzwaar zwart gat.

Quasars met een veranderend uiterlijk schakelen snel tussen een toestand van hoge helderheid en een toestand van lage helderheid, en wetenschappers moeten nog uitzoeken waarom. Wanneer de helderheid wordt verlaagd, een quasar is te zwak om te worden gezien tegen de achtergrond van het gaststelsel, waardoor het voor ruimtewetenschappers moeilijk wordt om het te vinden of het superzware zwarte gat waarmee het is verbonden.

Met de nieuwe detectiemethode kunnen onderzoekers quasars vinden die extreme veranderingen in helderheid ondergaan, en daarom een ​​uitgebreidere telling van superzware zwarte gaten te creëren. De volgende stap is het bestuderen van de oorzaken van de lichtsterkteschakelaars, om wetenschappers een beter begrip te geven van hoe superzware zwarte gaten groeien. Van dit, er zullen waarschijnlijk aanwijzingen naar voren komen over de keten van gebeurtenissen die aanleiding geven tot de groei van sterrenstelsels, omdat de energie-output van superzware zwarte gaten het lot van sterrenstelsels kan beïnvloeden.

Astrofysicus Dr. Carolin Villforth, die bij het onderzoek betrokken was, zei:"Deze quasars en superzware zwarte gaten zijn buitengewoon belangrijk voor de evolutie van sterrenstelsels - hoe meer we erover leren, hoe meer we begrijpen hoe ze de groei van sterrenstelsels beïnvloeden."

Wat zijn quasars precies?

Quasars zijn de meest lichtgevende aanhoudende lichtbron in het universum. Veel sterrenstelsels, inclusief die van ons, men denkt er een te hebben, en astrofysici hebben in totaal meer dan een miljoen geïdentificeerd.

Quasars worden gevormd wanneer gasvormige materie door zwaartekracht naar een superzwaar zwart gat wordt getrokken. Terwijl dit gas het zwarte gat nadert, het vormt een 'accretieschijf' die om het zwarte gat draait. Uit de schijf komt energie vrij in de vorm van elektromagnetische straling, en het is deze straling die de helderheid van de quasar produceert.

De accretieschijf is omgeven door een dikke, stoffige donut die een groot deel van de emissie van de quasar verduistert. Omdat de stoffige structuur erg groot is, het niveau van verduistering mag niet veranderen op menselijke tijdschalen, een quasar van uiterlijk kan echter snel lijken over te schakelen van licht naar donker (binnen een mensenjaar), wat hoogst verrassend zou zijn als het waar zou zijn. Het maken van een uitgebreidere lijst van quasars met een veranderend uiterlijk zou een belangrijke stap zijn om de redenen achter deze schijnbare overgangen te begrijpen.

Eerdere pogingen om quasars met een veranderend uiterlijk te identificeren, waren gebaseerd op variabiliteit in een breed scala aan golflengten - een techniek die fotometrische variabiliteit wordt genoemd, waarvan bekend is dat ze quasars met een lagere helderheid missen. De Bath-onderzoekers gebruikten spectroscopische gegevens om de veranderingen in zeer kleine golflengtebereiken te beoordelen, waardoor ze quasars met een veranderend uiterlijk konden detecteren die door fotometrische zoekopdrachten waren gemist. Met behulp van deze techniek, ze zagen vier quasars met een veranderend uiterlijk op miljoenen lichtjaren van de aarde. Alle vier waren te zwak om te worden opgepikt door fotometrische zoekopdrachten. Eerdere identificatiepogingen hadden slechts twee van deze quasars in hetzelfde gebied gevonden.

Voormalig MPhys-student aan Bath, Bart Potts, die het onderzoek leidde, legde uit:"We namen een eerdere dataset en pasten onze nieuwe methode toe om te zien of we nieuwe veranderende quasars konden identificeren die anderen hadden gemist. Dit gaf ons een grotere set van veranderende quasars voor verder onderzoek, en bevestigde dat onze methodologie gevoeliger was dan andere, wat geweldig was. Het laat zien dat onze methodologie gevoeliger is voor zwakkere lichtsterkte."

Hij voegde eraan toe:"Uiteindelijk deze bevinding zal iets opleveren voor de academische gemeenschap die quasars bestudeert. Het zal anderen helpen bij hun onderzoek naar waarom dit specifieke type quasar door lichtschakelaars gaat. We helpen onze gemeenschap om belangrijke antwoorden op grote vragen te vinden."

"Een systematische zoektocht naar quasars met een veranderend uiterlijk in SDSS-II met behulp van verschilspectra" is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .