Kwasar

’n Kunstenaarsvoorstelling van ULAS J1120+0641, ’n verafgeleë kwasar aangedryf deur ’n swart kolk wat ’n massa het van 2 miljard keer dié van die Son.
Bron: ESO/M. Kornmesser

’n Kwasar (van "kwasi-stellêre radiobron") is ’n energieryke, verafgeleë aktiewe sterrestelselkern. Kwasars is uiters helder en is aanvanklik beskou as bronne van elektromagnetiese energie met ’n hoë rooiverskuiwing, insluitende radiogolwe, en sigbare lig wat puntbronne, soos sterre, is eerder as verspreide bronne, soos sterrestelsels.

Terwyl die aard van die voorwerpe nog tot die vroeë 1980's omstrede was, stem wetenskaplikes nou saam dat ’n kwasar ’n kompakte streek in die middel van ’n groot sterrestelsel is wat ’n sentrale supermassiewe swartkolk omring. Hul grootte is 10–10 000 keer so groot soos die Schwarzschild-radius van die swartkolk. Die kwasar word van energie voorsien deur ’n akkresieskyf om die swartkolk.

Oorsig

Die kern van ’n kwasar soos gesien deur Hubble.

Kwasars vertoon ’n baie hoë rooiverskuiwing, wat die gevolg is van die uitdying van die heelal tussen die kwasar en die Aarde. As Hubble se wet toegepas word, beteken die rooiverskuiwing dat die kwasars baie ver is en dus baie ou voorwerpe is. Hulle kom veral in die middel van aktiewe, jong sterrestelsels voor en is van die helderste, kragtigste en energierykste voorwerpe bekend in die heelal. Hulle straal ’n energie uit van tot duisend keer dié van die Melkweg, wat 200-400 miljard sterre het. Die uitstraling vind plaas oor die hele spektrum, feitlik in gelyke mate, van X-strale tot die verre infrarooi-bande, met ’n oplewing in die ultraviolet-bande. Sommige kwasars is ook sterk bronne van radio-emissies en gammastrale.

Op vroeëre beelde het kwasars soos ligpunte gelyk wat nie van sterre onderskei kon word nie, behalwe vir hul besonderse spektra. Met infrarooi-teleskope en die Hubble-ruimteteleskoop kon die sterrestelsels om sommige kwasars gesien word. Hierdie sterrestelsels is gewoonlik te dof om teen die skynsel van die kwasars gesien te word, behalwe met spesiale tegnieke. Die meeste kwasars kan nie met klein teleskope gesien word nie, maar 3C 273, met ’n gemiddelde skynbare magnitude van 12,9, is ’n uitsondering. Op ’n afstand van 2,44 miljard ligjare is dit een van die verste voorwerpe in die heelal wat met amateurtoerusting gesien kan word.

Daar word geglo kwasars word van energie voorsien deur die akkresie (aangroei) van materiaal in supermassiewe swartkolke in die middel van verafgeleë sterrestelsels, en dit skep hierdie helder weergawes van voorwerpe wat as aktiewe sterrestelselkerns bekend is. Omdat lig nie uit die massiewe swartkolke in die middel van die kwasars kan ontsnap nie, word die ontsnappende energie buite die waarnemingshorison opgewek deur swaartekragspanning en ’n enorme wrywing op die inkomende materiaal. Groot sentrale massas (van 10⁶ tot 10⁹ sonmassas) is al gemeet in kwasars.

Daar is al bewys dat tientalle nabygeleë groot sterrestelsels, met geen teken van ’n kwasarkern nie, ’n soortgelyke sentrale swartkolk in hul kern het. Daar word dus geglo alle groot sterrestelsels het een, maar net ’n klein getal se straling is so kragtig dat kwasars vorm. Die materie wat deur ’n swartkolk aangetrek word, sal waarskynlik nie direk inval nie, maar sal ’n hoekmomentum om die swartkolk hê wat sal veroorsaak dat die materie in ’n akkresieskyf versamel. Kwasars kan ook aangesteek of heraangesteek word wanneer twee sterrestelsels saamsmelt en die swartkolk ’n nuwe bron van materie aantrek. Daar is trouens al voorgestel dat ’n kwasar gevorm kan word wanneer die Andromeda-sterrestelsel en die Melkweg oor 2-5 miljard jaar bots.

Eienskappe

Dié X-straalbeeld is van die kwasar PKS 1127-145, ’n helder bron van X-strale en sigbare lig sowat 10 miljard ligjare van die Aarde af. ’n Enorme X-straalstroom reik minstens ’n miljoen ligjare die ruimte in. Waarneming: 28 Mei 2000. Instrument: ACIS.

Daar is meer as 200 000 kwasars bekend, die meeste danksy die Digitale Sloan-lugopname. Al die bekende kwasarspektra het ’n rooiverskuiwing van tussen 0,056 en 7,085. As Hubble se wet toegepas word, is die kwasars tussen 600 miljoen en 28,85 miljard ligjare weg. Vanweë die groot afstande na die verste kwasars en die beperkte snelheid van lig, sien ons hulle vandag soos wat hulle in die heel vroeë heelal bestaan het.

Die meeste kwasars is meer as 3 miljard ligjare van die Aarde af. Hoewel hulle dof van hier af lyk, beteken die feit dat ons hulle enigsins kan sien dat hulle die helderste voorwerpe in die bekende heelal is. Die kwasar wat die helderste in die lug lyk, is 3C 273 in die sterrebeeld Maagd. Dit het ’n gemiddelde skynbare magnitude van 12,8 (helder genoeg om met ’n middelslag-amateurteleskoop te sien), maar ’n absolute magnitude van -26,7. As dit 33 ligjare van die Aarde af was, sou dié voorwerp so helder soos die Son gewees het. Die kwasar se ligsterkte is dus sowat 2 biljoen (2 × 10¹²) keer so groot soos die Son s'n, of sowat 100 keer dié van groot sterrestelsels soos die Melkweg. Dit sou egter net wees as ’n kwasar dieselfde hoeveelheid energie in alle rigtings uitstraal. ’n Aktiewe sterrestelselkern het ’n sterk stroom van materie en energie en straal sy meeste lig uit in die rigting van die stroom. In ’n heelal met honderdmiljarde sterrestelsels, waarvan die meeste miljarde jare gelede aktiewe kerns gehad het wat ons vandag eers kan sien, is dit statisties seker dat duisende energiestrome in ons rigting wys, party meer direk as ander. In talle gevalle is dit waarskynlik dat hoe helderder die kwasar is, hoe meer direk sy stroom na ons wys.

Toe die hiperhelder kwasar APM 08279+5255 in 1998 ontdek is, is gereken dit het ’n absolute magnitude van -32,2. Hoëresolusiebeelde van die Hubble-ruimteteleskoop en die W.M. Keck-teleskoop in Hawaii het onthul dat die stelsel se lig deur ’n gravitasielens versterk word – tot ’n faktor van ~10. Dit is egter steeds baie helderder as nabygeleë kwasars soos 3C 273.

Veelvoudige kwasars

’n Veelvoudigebeeld-kwasar is ’n kwasar waarvan die lig deur ’n gravitasielens verbuig word sodat dit soos twee, drie of selfs vier aparte kwasars lyk. Die eerste sodanige kwasar wat ontdek is, is die dubbelebeeld-kwasar Q0957+561 (of die Tweelingkwasar) in 1979.

’n Ware groepering van twee of meer kwasars kan die gevolg wees van toevallige oplyning, fisieke nabyheid of werklike fisiese interaksie. Omdat kwasars sulke seldsame voorwerpe is, is die moontlikheid dat drie of meer kwasars in dieselfde omgewing gevind sal word, baie klein. Die eerste ware drievoudige kwasar is in 2007 ontdek by die W.M. Keck-sterrewag. LBQS 1429-008 (of QQQ J1432−0106) is die eerste keer in 1989 waargeneem en daar is gevind dit is ’n dubbelkwasar, op sigself ’n seldsame verskynsel. Toe sterrekundiges die derde lid ontdek, het hulle bevestig dat dit wel drie aparte kwasars is en nie die gevolg van ’n gravitasielens nie. Hierdie drievoudige kwasar het ’n rooiverskuiwing van 2,076, wat gelykstaande is aan ’n afstand van 10,5 miljard ligjare. Die komponente word geskei deur ’n afstand van sowat 98 000 tot 160 000 ligjare, wat tipies is van wisselwerkende sterrestelsels. ’n Voorbeeld van ’n drievoudige kwasar wat deur ’n gravitasielens veroorsaak word, is PG1115 +08.

In 2013 is die tweede ware drievoudige kwasar, QQQ J1519+0627, ontdek met ’n rooiverskuiwing van 1,51 (sowat 9 miljard ligjare) deur ’n internasionale span sterrekundiges onder leiding van Farina van die Universiteit van Insubria.

Sien ook

• Sterrekundeportaal

Eksterne skakels

• 3C 273: Veranderlike ster van die seisoen
• SKY-MAP.ORG Foto van kwasar 3C 273
• Galery van kwasars by Perseus
• Galry van kwasars by SDSS

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Kwasar.
• Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia