Em 2012, os pesquisadores utilizam o Observatório Europeu do Sul 's Very Large Telescope em Paranal, Chile - observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo, descobriram um quasar conhecido como SDSS J1106 + 1939, com a saída mais enérgico que nunca, uma descoberta que pode responder perguntas sobre como a massa de uma galáxia está ligada à sua massa do buraco negro central e por que há tão poucos grandes galáxias no universo. A taxa que a energia é levada pela enorme massa de material ejetado é equivalente a dois trilhões de vezes a potência de saída do sol. O buraco negro no centro do quasar SDSS J1106-1939 é enorme, estima-se que mil vezes mais pesado que o buraco negro na Via Láctea.
"Isso é cerca de 100 vezes maior do que a potência total da galáxia Via Láctea - é uma saída verdadeiro monstro", disse Nahum Arav, professor associado de física na Faculdade de Ciências na Universidade Virginia Tech e líder da equipe de pesquisa, que inclui Benoit Borguet, agora um pesquisador pós-doutorado agora na Universidade de Liege, na Bélgica; Doug Edmonds e Carter Chamberlain, ambos assistentes de pesquisa de pós-graduação na Universidade Virginia Tech, e Chris Benn, um colaborador que trabalha com o Newton Isaac Grupo de Telescópios na Espanha.
Os teóricos previram fluxos de energia desta magnitude, e simulações sugeriram estas saídas impactar as galáxias em torno deles, mas tudo tem sido a especulação - até agora.
"Nos últimos 15 anos, muitos teóricos têm dito que, se houvesse tais saídas poderosas que iria ajudar a responder a muitas perguntas sobre a formação das galáxias, sobre o comportamento dos buracos negros, e sobre o enriquecimento do meio intergaláctico com outros elementos além de hidrogênio e hélio ", disse Arav. "Esta descoberta significa que podemos explicar melhor a formação das galáxias. Há centenas de pessoas fazendo o lado teórico do trabalho. Supor saídas em suas simulações, e agora que encontramos uma saída na magnitude que só foi teorizado em o passado. Agora eles podem refinar seus modelos já impressionantes e fundamentada em dados empíricos ".
E enquanto os buracos negros são conhecidos por materiais puxando, quasares acelerar alguns dos materiais e ejetá-lo em alta velocidade. Quanto maior o quasar, a mais material pode levar, a maior velocidade que pode acelerá-lo, e quanto mais ele pode ejetar o material.
"Quasares são conhecidos há 40 anos", explicou Arav. "Nós fomos capazes de descobrir como medir a massa de energia mecânica do buraco negro é colocar para fora - calculando o tamanho da saída, o quão longe do buraco negro que era, e quanta massa que tinha por unidade de área. "
Saída do quasar é pelo menos cinco vezes mais poderoso do que o detentor do recorde anterior, também descoberto por Arav e seu grupo de pesquisa em 2009, e material da saída é inferida a ser cerca de mil anos-luz de distância do buraco negro no centro da quasar SDSS J1106-1939.
Todos os anos, de acordo com a análise da equipe, uma massa de mais de 400 vezes maior do que o sol está fluindo para longe do quasar a uma velocidade de 8.000 quilômetros por segundo. "Eu estive à procura de algo assim para uma década" Arav disse, "por isso é emocionante para finalmente encontrar uma das saídas monstro que foram previstos."
A pesquisa feita em 2010, utilizando medições precisas da luz de quasares distantes sugeriu que o valor da constante de estrutura fina pode ter mudado ao longo da história do universo. Se os resultados dos quasares são cada vez confirmada, nossos conceitos de espaço e tempo é certo para mudar a nossa compreensão fundamental do universo.
A constante de estrutura fina, ou alfa, é a constante de acoplamento para a força eletromagnética. Se alfa eram apenas 4% maior ou menor do que é, as estrelas não seria capaz de fazer carbono e oxigênio, o que teria tornado impossível para a vida como a conhecemos em nosso universo de existir.
O estudo de 2010 mostra que alfa parece ter variado um pouco em diferentes direções do universo bilhões de anos atrás, sendo ligeiramente menor no hemisfério norte e ligeiramente maior no hemisfério sul. Uma implicação intrigante é que a constante de estrutura fina é continuamente variável no espaço, e parece aperfeiçoá-lo para a vida no nosso bairro do universo.
Os físicos, John Webb da Universidade de New South Wales e seus co-autores, usaram dados de dois telescópios para descobrir a dependência espacial da constante de estrutura fina. Usando a virada a norte Keck telescópio em Mauna Kea, no Havaí, e virado a sul Very Large Telescope (VLT) em Paranal, Chile, os pesquisadores observaram mais de 100 quasares, que são galáxias extremamente luminosos e distantes que são alimentados por negro maciço buracos em seus centros.
Ao combinar os dados dos dois telescópios que olham em direções opostas, os pesquisadores descobriram que, 10 bilhões de anos atrás, alfa parece ter sido maior em cerca de uma parte em 100.000 na direção sul e menor por uma parte em 100.000 no norte direção. Os dados para este modelo "dipolo" de alfa tem uma significância estatística de cerca de 4,1 sigma, o que significa que que há apenas uma em 15.000 chance de que ela é um evento aleatório.
Quasars são altamente objectos luminosos que emitem luz sobre uma vasta gama de comprimentos de onda, com picos a vários comprimentos de onda devido à emissão de elementos, tais como o hidrogénio, azoto, silício, ferro e de carbono no gás em torno do Quasar. Quando a luz do quasar passa perto de uma galáxia em seu caminho para a Terra, o gás ao redor da galáxia faz com que um padrão distinto de linhas de absorção no espectro de quasar. Medindo os comprimentos de onda das linhas de absorção devido à elementswe pesada pode determinar tanto o desvio para o vermelho do gás e o valor da constante de estrutura fina, alfa, no momento em que a luz do Quasar foi absorvido. Tais observações sugerem que o valor de alfa foi ligeiramente menor bilhões de anos atrás.
Quasares são objetos compactos, mas altamente luminosas -sō luminosa que pode ser estudada em detalhe intricado usando telescópios terrestres, apesar de ser grande distancesaway de nós. Nós pensamos que os quasares conter blackholes em seus centros e que a imensa força gravitacional exercida pelo buraco negro é extremamente eficientes na conversão de matéria em sua vizinhança em luz.
Desde quasares são encontrados em todas as direções no céu, eles fornecem uma maneira poderosa de gráficos quase todo o universo. Alguns quasares são tão distantes que vemos como eles eram bilhões de anos atrás. Na verdade, por quasares observando os cientistas podem traçar uma "história universal" contínuo que começa quando o universo tinha apenas cerca de um bilhão de anos e continua até os dias atuais.
Os cientistas não podem estudar alfa com precisão razoável, usando os próprios quasares. Em vez disso, eles devem examinar o que acontece quando a radiação de um quasar passa através de uma galáxia que fica entre a Terra eo quasar quasar.The emite luz sobre uma ampla gama de wavelengths.However, quando esta luz passa através do gás ao redor da galáxia, um padrão característico de linhas de absorção, ou "código de barras", será sobreposta.
A presença de uma linha de absorção a um comprimento de onda particular, revela que um elemento específico está presente na nuvem de gás, e a largura de cada linha mostra a quantidade do elemento que está presente. Além de hidrogénio, que é ubíquo no universo, estes "códigos de barras" revelam que as nuvens de gás conter uma variedade de outros elementos, incluindo o magnésio, ferro, zinco, silício, alumínio e crómio.
Além disso, o código de barras revela o que estava acontecendo quando a luz passou através da nuvem, o que poderia ter acontecido há tanto tempo como apenas um bilhão de anos após o Big Bang. Embora a nuvem de gás teria evoluído para algo muito diferente de hoje, o seu código de barras fornece-nos com uma marca permanente do seu estado no passado distante - incluindo informações sobre o valor de alfa naquele momento.
Ao comparar os códigos de barras encontradas no espectro de absorção quasar com os códigos de barras medimos pelos mesmos átomos e íons no laboratório, Webb e equipe poderia descobrir se a física responsáveis pela absorção de radiação por átomos tem mudado ao longo da história da Universo. Em outras palavras, eles podem descobrir se alfa mudou.
A confirmação de que alfa está mudando teria profundas implicações para a física. Por exemplo, o princípio da equivalência - uma das pedras angulares da relatividade afirma que em teoria-referenciais em queda livre, o resultado de qualquer experimento não-gravitacional é independente de quando e onde ela é realizada. Mudanças no valor de alfa constituiria uma violação deste princípio.
A velocidade da luz variável (VSL) teorias, primeiro propostos por John Moffat, da Universidade de Toronto e desenvolvidos nos últimos anos por João Magueijo, do Imperial College, John Barrow e outros como uma alternativa para inflacionárias modelos em cosmologia, também pode levar a mudanças no valor de alfa no início do universo. Teorias de inflação e VSL tentar explicar características do universo - como sua flatness- evidente que não pode ser explicado pela teoria do Big Bang sozinho.
O Galaxy diário via ESO e http://www.phys.unsw.edu.au/astro/research/PWAPR03webb.pdf
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