Квазар

Квазар ― исклучително сјајно активно галактичко јадро (АГЈ). Понекогаш е познат како квазиѕвездено тело, скратено КЅТ. Емисијата од АГЈ е напојувана од супермасивна црна дупка со маса која се движи од милиони до десетици милијарди сончеви маси, опкружена со гасовит насобирачки диск. Гасот во дискот кој паѓа кон црната дупка се загрева и ослободува енергија во облик на електромагнетно зрачење. Енергијата на зрачење на квазарите е огромна; најмоќните квазари имаат сјајност илјадници пати поголема од онаа на галаксија како што е Млечниот Пат. Квазарите обично се категоризирани како поткласа на поопштата категорија на АГЈ. Црвените поместувања на квазарите се од космолошко потекло.
Поимот квазар настанал како контракција на „квазиѕвезден [налик ѕвезден] радиоизвор“ - бидејќи тие првпат биле идентификувани во текот на 1950-тите како извори на емисија на радиобранови од непознато физичко потекло - и кога биле идентификувани во фотографските снимки на видливи бранови должини, тие личеле на слаби светлосни точки слични на ѕвезди. Сликите на квазари со висока резолуција, особено од вселенскиот телескоп „Хабл“, покажале дека квазарите се појавуваат во средиштата на галаксиите и дека некои галаксии домаќини силно општат или спојуваат галаксии. Како и кај другите категории на АГЈ, набљудуваните својства на квазарот зависат од многу фактори, вклучувајќи ја масата на црната дупка, стапката на насобирање на гас, ориентацијата на насобирачкиот диск во однос на набљудувачот, присуството или отсуството на млаз., и степенот на затемнување од гас и прашина во галаксијата домаќин.
Околу милион квазари биле идентификувани со сигурни спектроскопски црвени поместувања, и помеѓу 2-3 милиони идентификувани во фотометриските каталози. Најблискиот познат квазар е оддалечен околу 600 милиони светлосни години од Земјата. Рекордот за најдалечниот познат квазар продолжува да се менува. Во 2017 година, квазарот ULAS J1342+0928 бил откриен при црвено поместување ''z'' = 7,54. Светлината забележана од овој квазар од 800 милиони сончеви маси, била емитирана кога универзумот бил стар само 690 милион години. Во 2020 година, квазарот QSO J1007+2115 бил откриен дека е само 700 милиони години по Големата експлозија, и со проценета маса од 1,5 милијарди пати поголема од масата на Сонцето. Во почетокот на 2021 година, квазарот QSO J0313–1806, со црна дупка од 1,6 милијарди сончеви маси, бил пријавен на ''z'' = 7,64, 670 милиони години по Големата експлозија.
Истражувањата за откривање на квазари покажале дека активноста на квазарите била почеста во далечното минато; епохата на врвот било приближно пред 10 милијарди години. Концентрациите на повеќе квазари се познати како големи квазарски групи и може да сочинуваат некои од најголемите познати структури во универзумот ако набљудуваните групи се добри показатели на масовна распространетост.
1 Именување
Поимот квазар првпат бил употребен во статија од астрофизичарот Хонг-Ји Чиу во мај 1964 година, во списанието ''Physics Today'', за да опише одредени астрономски збунувачки тела:
Досега, невешто долгото име „квазиѕвездени радиоизвори“ е користено за опишување на овие тела. Бидејќи природата на овие предмети е целосно непозната, тешко е да биде подготвена кратка, соодветна номенклатура за нив, така што нивните суштински својства се очигледни од нивното име. За погодност, во текот на овој труд ќе биде користен скратениот облик „квазар“.
2 Историја на набљудување и толкување
2.1 Позадина
Помеѓу 1917 и 1922 година, станало јасно од работата на Хебер Даст Кертис, Ернст Опик и други дека некои тела („маглини“) видени од астрономите всушност биле далечни галаксии како Млечниот Пат. Но, кога радиоастрономијата започнала во 1950-тите, астрономите откриле, меѓу галаксиите, мал број на аномални тела со својства кои не можат да бидат објаснувани.
Телата испуштале големи количества на зрачење со многу честоти, но ниеден извор не можел да биде најден оптички, или во некои случаи само слабо и точкасто тело нешто како далечна ѕвезда. Спектралните линии на овие тела, кои ги идентификуваат хемиските елементи од кои е составено телото, исто така биле крајно чудни и пркоселе на некакво објаснување. Некои од нив многу брзо ја менувале својата сјајност во оптичкиот опсег и уште побрзо во опсегот на рендгенските зраци, што укажува на горната граница на нивната големина, можеби не поголема од Сончевиот Систем. Ова подразбира исклучително висока густина на моќност. Била водена значителна дискусија за тоа кои би можеле да бидат овие предмети. Тие биле опишани како „квазиѕвездени [што значи: налик ѕвездени] радиоизвори“ или „квазиѕвездени тела“, име што ја одразувало нивната непозната природа, и ова станало скратено во „квазар“.
2.2 Рани набљудувања (1960-ти и порано)
Првите квазари (3C 48 и 3C 273) биле откриени во доцните 1950-ти, како радиоизвори во радиоистражувања на целото небо. Тие најпрво биле забележани како радиоизвори без соодветно видливо тело. Користејќи мали телескопи и Ловеловиот телескоп како интерферометар, било покажано дека имаат многу мала аголна големина. До 1960 година, стотици од овие тела биле снимени и објавени во Третиот кембрички каталог додека астрономите го скенирале небото за нивните оптички колеги. Во 1963 година, Алан Сендеџ и Томас А. Метјуз објавиле дефинитивна идентификација на радиоизворот 3C 48 со оптичко тело. Астрономите откриле нешто што изгледало како слабо сина ѕвезда на местоположбата на радиоизворот и го добиле нејзиниот спектар, кој содржел многу непознати широки линии на емисија. Аномалниот спектар му пркосел на толкувањето.
Британско-австралискиот астроном Џон Болтон направил многу рани набљудувања на квазари, вклучително и пробив во 1962 година. Друг радиоизвор, 3C 273, бил предвидуван дека ќе претрпи пет прикривања од страна на Месечината. Мерењата преземени од Сирил Хазард и Џон Болтон за време на една од прикривањата со помош на Паркскиот радиотелескоп му овозможиле на Мартен Шмит да најде видлив пандан на радиоизворот и да добие оптички спектар со помош на 5.1 м Хејлов телескоп на планината Паломар. Овој спектар ги открил истите чудни линии на емисија. Шмит можел да демонстрира дека тоа се веројатно обичните спектрални линии на водород, поместени на црвено за 15,8%, во тоа време, високо црвено поместување (со само неколку многу побледи галаксии познати со поголемо црвено поместување). Ако ова се должи на физичкото движење на „ѕвездата“, тогаш 3C 273 се повлекувал со огромна брзина, околу , далеку од брзината на која било позната ѕвезда и пркосејќи на секое очигледно објаснување. Ниту, пак, крајната брзина би помогнала да бидат објаснети огромните радиоемисии на 3C 273. Ако поместувањето на црвено било космолошко (сега познато е дека е точно), големото растојание значи дека 3C 273 е многу посветлен од која било галаксија, но многу позбиен. Исто така, 3C 273 бил доволно светол за да бидат забележан на архивски фотографии кои датираат од 1900-тите; било откриено дека е променлив на годишни временски размери, што значи дека значителен дел од светлината е емитирана од подрачје помало од 1 светлосна година во големина, мал во споредба со галаксија.
Иако покренал многу прашања, откритието на Шмит брзо го револуционизирало набљудувањето на квазарите. Чудниот спектар на 3C 48 било брзо идентификуван од страна на Шмит, Гринштајн и Оке како водород и магнезиум поместени на црвено за 37%. Набргу потоа, уште два квазарски спектра во 1964 година и уште пет во 1965 година, исто така, биле потврдени како обична светлина што била поместена на црвено до краен степен. Иако самите набљудувања и црвени поместувања не биле сомневани, нивното правилно толкување било на големо дебатирано, а предлогот на Болтон дека зрачењето откриено од квазарите се обични спектрални линии од далечни високо поместени извори на црвено со крајна брзина, не било широко прифатен во тоа време.
2.3 Развој на физичко разбирање (1960-ти)
Крајното црвено поместување може да значи големо растојание и брзина, но може да се должи и на крајна маса или можеби некои други непознати закони на природата. Крајната брзина и растојание би значеле и огромна излезна моќност, што немало објаснување. Малите димензии биле потврдени со интерферометрија и со набљудување на брзината со која квазарот како целина варира во излезот, и со нивната неможност да бидат видени дури и во најмоќните телескопи со видлива светлина како нешто повеќе од слаби светлосни точки слични на ѕвезди. Но, ако тие биле мали и далеку во вселената, нивната излезна моќ ќе требаше да биде огромна и тешко да биде објаснета. Подеднакво, кога би биле многу мали и многу поблиску до оваа галаксија, би било лесно да биде објаснета нивната привидна излезна моќност, но помалку лесно да бидат објаснети нивните црвени поместувања и недостатокот на забележливо движење во однос на позадината на универзумот.
Шмит забележал дека црвеното поместување е исто така поврзано со ширењето на универзумот, како што е кодифицирано во Хабловиот закон. Ако измереното поместување на црвено се должи на проширување, тогаш ова ќе поддржи толкување на многу оддалечени тела со извонредно висока сјајност и излезна моќност, многу повеќе од кое било тело виден досега. Оваа крајна сјајност би го објаснила и големиот радиосигнал. Шмит заклучил дека 3C 273 може да биде или поединечна ѕвезда околу 10 км широка во (или блиску до) оваа галаксија, или далечно активно галактичко јадро. Тој изјавил дека далечното и исклучително моќно тело се чини дека е поверојатно да биде точно.
Објаснувањето на Шмит за високото црвено поместување не било широко прифатено во тоа време. Главна загриженост била огромната количина на енергија што би требало да ја зрачат овие тела, доколку се оддалечени. Во 1960-тите ниту еден општо прифатен механизам не можел да го објасни ова. Моментално прифатеното објаснување, дека се должи на материја во насобирачки диск кој паѓа во супермасивна црна дупка, било предложено дури во 1964 година од Едвин Е. Салпетер и Јаков Зелдович, и дури тогаш било отфрлено од многу астрономи, бидејќи во тоа време постоењето на црни дупки нашироко било сметано за теоретско.
Во текот на 1960-тите и 1970-тите, биле предложени различни објаснувања, секое со свои проблеми. Било предложено дека квазарите се блиски тела и дека нивното поместување на црвено не се должи на проширувањето на вселената, туку на светлината што бега од длабокиот гравитациски бунар. За ова би било потребно масивно тело, кој исто така би ги објаснил високите сјајности. Сепак, ѕвезда со доволна маса за да го створи измереното поместување на црвено би била нестабилна и над Хајашиевата граница. Квазарите, исто така, покажуваат забранети спектрални емисиони линии, претходно видени само во врели гасовити маглини со мала густина, кои би биле премногу расеани за да ја создаваат набљудуваната моќ и да се вклопат во длабок гравитациски бунар. Имало и сериозна загриженост во врска со идејата за космолошки далечни квазари. Еден силен аргумент против нив бил дека тие подразбирале енергии кои биле далеку поголеми од познатите постапки на конверзија на енергија, вклучително и јадрено соединување. Имало предлози дека квазарите се направени од некоја досега непозната стабилен облик на антиматерија во слично непознати видови на подрачја на вселената, и дека тоа би можело да ја објасни нивната осветленост. Други шпекулирале дека квазарите се бела дупка на крајот на црвоточина, или верижна реакција на бројни супернови.
На крајот, почнувајќи од околу 1970-тите, многу линии на докази (вклучувајќи ги и првите рендгенски вселенски набљудувачници, знаењето за црните дупки и современите модели на космологија) постепено покажале дека квазарните поместувања на црвено се вистински и поради проширувањето на вселената, дека квазарите се всушност толку моќни и толку далечни како што претпоставувале Шмит и некои други астрономи, и дека нивниот извор на енергија е материја од насобирачки диск што паѓа во супермасивна црна дупка. Ова вклучува суштински докази од оптичко и рендгенско гледање на галаксиите домаќини на квазари, пронаоѓање на „интервентни“ линии на примање, кои објаснуваат различни спектрални аномалии, набљудувања од гравитациските леќи, откритието на Ган од 1971 година дека галаксиите што содржат квазари го покажале истото црвено поместување како квазари, и откритието на Кристијан од 1973 година дека „нејасното“ опкружување на многу квазари е доследно со помалку прозрачна галаксија домаќин.
Овој модел, исто така, добро се вклопува со другите набљудувања кои наведуваат дека многу или дури и повеќето галаксии имаат масивна средишна црна дупка. Исто така, би објаснило зошто квазарите се почести во раниот универзум: како што квазарот црпи материја од својот насобирачки диск, доаѓа момент кога има помалку материја во близина, а создавањето на енергија паѓа или престанува, бидејќи квазарот станува пообичен вид на галаксија.
Механизмот за производство на енергија со насобирачки диск конечно бил моделиран во 1970-тите, а црните дупки исто така биле директно откриени (вклучувајќи докази кои покажуваат дека супермасивни црни дупки може да бидат најдени во средиштата на оваа и многу други галаксии), што ја реши загриженоста дека квазарите биле премногу светли за да бидат резултат на многу оддалечени тела или дека не може да биде потврдено дека постои соодветен механизам во природата. До 1987 година било „добро прифатено“ дека ова е точното објаснување за квазарите, и космолошката оддалеченост и излезната енергија на квазарите биле прифатени од речиси сите истражувачи.
2.4 Современи набљудувања (1970-ти и наваму)
Подоцна било откриено дека не сите квазари имаат силна радиоемисија; всушност само околу 10% се „радиогласни“. Оттука, скратеницата „КЅТ“ (квазиѕвездено тело) е користена (покрај зборот „квазар“) за да се однесува на овие тела, дополнително категоризирани во класите „радиогласни“ и „радиотивки“. Откривањето на квазарот имало големи импликации за полето на астрономијата во 1960-тите, вклучително и приближување на физиката и астрономијата.
Во 1979 година, ефектот на гравитациската леќа предвиден од општата теорија на релативноста на Алберт Ајнштајн, бил потврден набљудувачки за прв пат со сликите на двојниот квазар 0957+561.
Студијата објавена во февруари 2021 година, покажала дека има повеќе квазари во една насока (кон Водна Змија) отколку во спротивна насока, што навидум покажува дека Земјата се движи во таа насока. Но, насоката на овој двопол е околу 28° оддалечена од насоката на движењето на Земјата во однос на космичкото микробраново позадинско зрачење.
Во март 2021 година, соработка на научници, поврзана со Телескопот за хоризонтот на настани, за прв пат претставиле поларизирана слика на црна дупка, поточно црната дупка во средиштето на Месје 87, елиптична галаксија приближно 55 милиони светлосни години подалеку во соѕвездието Девица, откривајќи ги силите што предизвикуваат квазари.
3 Тековно разбирање
Сега е познато дека квазарите се далечни, но крајно светли тела, така што секоја светлина што стигнува до Земјата, е поместена на црвено поради ширењето на универзумот.
Квазарите ги населуваат средиштата на активните галаксии и се меѓу најсјајните, најмоќните и енергични тела познати во универзумот, кои емитуваат до илјада пати поголема енергија од Млечниот Пат, кој содржи 200-400 милијарди ѕвезди. Ова зрачење е емитувано низ електромагнетниот спектар речиси подеднакво, од рендгенски зраци до далечните инфрацрвени, со врв во ултравиолетовите оптички појаси, при што некои квазари се исто така силни извори на радиоемисија и гама-зраци. Со снимки со висока резолуција од земјините телескопи и вселенскиот телескоп „Хабл“, во некои случаи биле откриени „галаксиите домаќини“ кои ги опкружуваат квазарите. Овие галаксии обично се премногу слаби за да бидат видени во однос на сјајот на квазарот, освен со посебни техники. Повеќето квазари, со исклучок на 3C 273, чија просечна привидна величина е 12,9, не можат да бидат видени со мали телескопи.
Верувано е - и во многу случаи е потврдено - дека квазарите се напојуваат со насобирање на материјал во супермасивни црни дупки во јадрата на далечните галаксии, како што било предложено во 1964 година од Едвин Салпетер и Јаков Зелдович. Светлината и другото зрачење не можат да избегаат од хоризонтот на настани на црната дупка. Енергијата произведена од квазарот, е создавана „надвор“ од црната дупка, со гравитациски напрегања и огромно триење во материјалот најблиску до црната дупка, додека таа кружи и паѓа навнатре. Огромната сјајност на квазарите произлегува од насобирачките дискови на средишните супермасивни црни дупки, кои можат да претворат помеѓу 5,7% и 32% од масата на телото во енергија, во споредба со само 0,7% за јадреното соединување на постапката на протонско-протонскиот ланец која доминира во создавањето на енергија во ѕвездите слични на Сонцето. Средишните маси од 10<sup>5</sup> до 10<sup>9</sup> сончеви маси биле измерени во квазари со користење на реверберациско картирање. Неколку десетици блиски големи галаксии, вклучувајќи ја и галаксијата Млечен Пат, кои немаат активно средиште и не покажуваат никаква активност слична на квазар, потврдено е дека содржат слична супермасивна црна дупка во нивните јадра (галактичко средиште). Така, сега е сметано дека сите големи галаксии имаат црна дупка од овој вид, но само мал дел имаат доволно материја во вистинскиот вид на орбита во нивното средиште за да станат активни и да го поттикнат зрачењето на таков начин што ќе бидат гледани како квазари.
Ова, исто така, објаснува зошто квазарите биле почести во раниот универзум, бидејќи ова производство на енергија завршува кога супермасивната црна дупка ги троши сите гасови и прашина во близина на неа. Ова значи дека е можно повеќето галаксии, вклучително и Млечниот Пат, да поминале низ активна фаза, појавувајќи се како квазар или некоја друга класа на активна галаксија која зависела од масата на црната дупка и стапката на насобирање, а сега се во мирување, бидејќи им недостига снабдување со материја за да бидат внесени во нивните средишни црни дупки за да создаваат зрачење.
Материјалот што се насобира врз црната дупка веројатно нема да падне директно, но ќе има одреден аголен импулс околу црната дупка, што ќе предизвика материјата да се собере во насобирачки диск. Квазарите, исто така, може да се запалат или повторно да се запалат кога нормалните галаксии се спојуваат и црната дупка е надополнета со свеж извор на материја. Всушност, претпоставувано е дека еден квазар може да настане кога галаксијата Андромеда ќе се судри со галаксијата Млечен Пат за приближно 3-5 милијарди години.
Во 1980-тите, биле развиени унифицирани модели во кои квазарите биле класифицирани како посебен вид активна галаксија и бил појавен консензус дека во многу случаи едноставно аголот на гледање ги разликува од другите активни галаксии, како што се блазарите и радиогалаксиите.
Познатиот квазар со највисоко поместување на црвено (согласно август 2024 година) е UHZ1, со црвено поместување од приближно 10,1, што одговара на растојание од приближно 31,7 милијарди светлосни години од Земјата (овие растојанија се многу поголеми од растојанието што светлината може да го помине во 13,8 милијарди годишната историја на универзумот бидејќи вселената се шири).
Сега е разбирливо дека многу квазари се активирани од судирите на галаксиите, што ја турка масата на галаксиите во супермасивните црни дупки во нивните средишта.
4 Својства
Пронајдени се повеќе од квазари (согласно јули 2023 година), повеќето од Слоуновиот дигитален небесен преглед. Сите набљудувани квазарски спектри имаат црвенило помеѓу 0,056 и 7,64 (согласно 2021 година), што значи дека тие се движат помеѓу 600 милиони и 30 милијарди светлосни години оддалечени од Земјата. Поради големите растојанија до најоддалечените квазари и конечната брзина на светлината, тие и нивниот околен простор изгледаат како што постоеле во многу раниот универзум.
Моќта на квазарите потекнува од супермасивните црни дупки за кои е верувано дека постојат во јадрото на повеќето галаксии. Доплеровите поместувања на ѕвездите во близина на јадрата на галаксиите покажуваат дека тие се вртат околу огромни маси со многу стрмни градиенти на гравитација, што укажува на црни дупки.
Иако квазарите изгледаат слабо кога се гледани од Земјата, тие се видливи од крајни далечини, бидејќи се најсветлите тела во познатиот универзум. Најсветлиот квазар на небото е 3C 273 во соѕвездието Девица. Има просечна привидна величина од 12,8 (доволно светол за да биде виден преку аматерски телескоп со средна големина), но има апсолутна светлинска величина од -26,7. Од растојание од околу 33 светлосни години, ова тело би блеснало на небото исто толку светло како Сонцето. Според тоа, сјајноста на овој квазар е околу 4 трилиони (4) пати повеќе од Сонцето, или околу 100 пати повеќе од вкупната светлина на џиновските галаксии како Млечниот Пат. Ова претпоставува дека квазарот зрачи енергија во сите правци, но е верувано дека активното галактичко јадро зрачи преференцијално во насока на неговиот млаз. Во универзумот кој содржи стотици милијарди галаксии, од кои повеќето имаа активни јадра пред милијарди години, но се гледани само денес, статистички е сигурно дека илјадници енергетски млазови треба да бидат насочени кон Земјата, некои подиректно од другите. Во многу случаи, веројатно е дека колку е посветлен квазарот, толку подиректно неговиот млаз е насочен кон Земјата. Таквите квазари се нарекувани блазари.
Хипесјајниот квазар APM 08279+5255 бил, кога бил откриен во 1998 година, со апсолутна величина од -32,2. Снимање со висока резолуција со вселенскиот телескоп „Хабл“ и 10 мКеков телескоп откриле дека овој систем има гравитациски леќи. Студијата за гравитациската леќа на овој систем предложува дека емитирана светлина е зголемена за фактор ~10. Сè уште е значително посветлен од блиските квазари како што е 3C 273.
Квазарите биле многу почести во раниот универзум отколку денес. Ова откритие на Мартен Шмит во 1967 година бил ран силен доказ против космологијата во стабилна состојба и во корист на космологијата на Големата експлозија. Квазарите ги прикажуваат местата каде што супермасивните црни дупки брзо растат (со насобирање). Подробните симулации пријавени во 2021 година покажале дека структурите на галаксиите, како што се спиралните краци, користат гравитациски сили за да го „сопираат“ гасот што инаку засекогаш би кружел околу средиштата на галаксиите; наместо тоа, механизмот за сопирање му овозможува на гасот да падне во супермасивните црни дупки, ослободувајќи огромни зрачни енергии. Овие црни дупки заедно еволуираат со масата на ѕвезди во нивната галаксија домаќин на начин што во моментов не е целосно разбран. Една идеја е дека млазовите, зрачењето и ветровите создадени од квазарите го затвораат образувањето на нови ѕвезди во галаксијата домаќин. Познато е дека млазовите кои произведуваат силна радиоемисија кај некои квазари во средиштата на јата галаксии имаат доволно моќ за да го спречат топлиот гас во тие јата да се олади и да падне на средишната галаксија.
Сјајноста на квазарите е променлива, со временски размери кои се движат од месеци до часови. Ова значи дека квазарите ја создаваат и емитуваат својата енергија од многу мало подрачје, бидејќи секој дел од квазарот би требало да биде во допир со други делови во таква временска скала што ќе овозможи координација на варијациите на сјајноста. Ова би значело дека квазарот кој варира на временска скала од неколку недели не може да биде поголем од неколку светлосни недели. Емисијата на големи количини на енергија од мало подрачје бара извор на енергија многу поефикасен од јадрено соединување што ги напојува ѕвездите. Претворањето на гравитациската потенцијална енергија во зрачење со паѓање во црна дупка претвора помеѓу 6% и 32% од масата во енергија, во споредба со 0,7% за претворање на масата во енергија во ѕвезда како Сонцето. Тоа е единствената позната постапка кој може да произведе толку голема моќност на многу долг рок. (Ѕвездените експлозии како што се суперновите и експлозиите на гама-зраците, и директната материја - уништувањето на антиматерија, исто така може да произведат многу висока излезна моќност, но суперновите траат само со денови, а универзумот се чини дека немал големи количества антиматерија на релевантните пати.)
Бидејќи квазарите ги покажуваат сите својства заеднички за другите активни галаксии како што се Сејфертовите галаксии, емисијата од квазарите лесно може да биде споредено со оние на помалите активни галаксии кои се напојуваат од помали супермасивни црни дупки. Да биде создадена сјајност од 10<sup>40</sup> вати (вообичаена осветленост на квазар), супермасивна црна дупка би требало да троши материјал еднаков на 10 сончеви маси годишно. Најсветлите познати квазари проголтуваат 1000 сончеви маси материјал секоја година. Проценувано е дека најголемиот познат троши материја еднаква на 10 Земји во секунда. Сјајноста на квазарите може значително да бидат разликувани со текот на времето, во зависност од нивната околина. Бидејќи е тешко да бидат „хранети“ квазарите многу милијарди години, откако квазарот ќе заврши со насобирање на околниот гас и прашина, тој станува обична галаксија.
Зрачењето од квазарите е делумно „нетоплинско“ (т.е. не се должи на зрачењето на црното тело), а околу 10% е забележано дека исто така имаат млазови и лобуси како оние на радиогалаксиите кои исто така носат значителни (но слабо разбрани) количества енергија во облик на честички кои се движат со релативистички брзини. Крајно високите енергии може да бидат објаснат со неколку механизми (видете Фермиево забрзување и Центрифугален механизам на забрзување). Квазарите може да бидат забележани преку целиот забележлив електромагнетен спектар, вклучувајќи радио, инфрацрвена, видлива светлина, ултравиолетови, рендгенски зраци, па дури и гама-зраци. Повеќето квазари се најсветли во нивната ултравиолетова бранова должина на рамката на мирување од 121,6 nm Лиман-алфа емисиона линија на водород, но поради огромните црвени поместувања на овие извори, таа врвна сјајност е забележана до црвено до 900,0 nm, во блиската инфрацрвена боја. Мал број квазари покажуваат силна радиоемисија, која е создавана од млазови на материја кои се движат блиску до брзината на светлината. Кога се гледани надолу, тие се појавуваат како блазари и често имаат области кои се чини дека се оддалечуваат од средиштето побрзо од брзината на светлината (суперсјајно проширување). Ова е оптичка илузија поради својствата на специјалната релативност.
Црвените поместувања на квазарите се мерени од силните спектрални линии кои доминираат во нивните видливи и ултравиолетови емисиони спектри. Овие линии се посветли од постојаниот спектар. Тие покажуваат Доплерово проширување што одговара на средна брзина од неколку проценти од брзината на светлината. Брзите движења силно укажуваат на голема маса. Емисионите линии на водород (главно од Лајмановите низи и Балмеровите низи), хелиум, јаглерод, магнезиум, железо и кислород се најсветлите линии. Атомите што ги испуштаат овие линии се движат од неутрални до високо јонизирани, оставајќи го високо наелектризиран. Овој широк опсег на јонизација покажува дека гасот е силно озрачен од квазарот, не само топол, а не од ѕвездите, кои не можат да произведат толку широк опсег на јонизација.
Како и сите (непокриени) активни галаксии, квазарите можат да бидат силни извори на рендгенски зраци. Радиогласните квазари, исто така, можат да произведат рендгенски зраци и гама-зраци со инверзно Комптоново расејување на фотони со пониска енергија од електроните што емитуваат радиобранови во млазот.
„Железните квазари“ покажуваат силни емисиони линии кои произлегуваат од железо со ниска јонизација (Fe ), како што е IRAS 18508-7815.
4.1 Спектрални линии, рејонизација и раниот универзум
Квазарите исто така даваат некои индиции за крајот на рејонизацијата на Големата експлозија. Најстарите познати квазари (''з'' = 6) прикажуваат Ган-Петерсоново корито и имаат области на примање пред нив што укажува дека меѓугалактичката средина во тоа време бил неутрален гас. Поновите квазари не покажуваат регион на примање, туку нивните спектри содржат шилеста област позната како Лајман-алфа шума; ова покажува дека меѓугалактичката средина претрпел рејонизација во плазма и дека неутрален гас постои само во малите облаци.
Интензивното производство на јонизирачко ултравиолетово зрачење е исто така значајно, бидејќи тоа би обезбедило механизам за рејонизација да се случи додека настануваат галаксиите. И покрај ова, сегашните теории предложуваат дека квазарите не биле главен извор на рејонизација; главните причини за рејонизација биле веројатно најраните генерации ѕвезди, познати како ѕвезди од населението III (веројатно 70%) и џуџести галаксии (многу рани мали високоенергетски галаксии) (веројатно 30%).
Квазарите покажуваат докази за елементи потешки од хелиумот, што покажува дека галаксиите поминале низ масивна фаза на ѕвездообразба, создавајќи ѕвезди од населението III помеѓу времето на Големата експлозија и првите забележани квазари. Светлината од овие ѕвезди можеби била забележана во 2005 година со помош на вселенскиот телескоп „Спицер“ на НАСА, иако ова набљудување останува да биде потврдено.
5 Подтипови на квазари
Таксономијата на квазарите вклучува различни подтипови кои претставуваат подмножества од населенијата на квазарите кои имаат различни својства.
* Радиогласни квазари се квазари со моќни млазови кои се силни извори на емисија на радиобранова должина. Тие сочинуваат околу 10% од целокупното население на квазари.* Радиотивки квазари се оние квазари на кои им недостасуваат моќни млазови, со релативно послаба радиоемисија од радиогласното население. Поголемиот дел од квазарите (околу 90%) се радиотивки.* Квазари со широка апсорпциона линија (BAL) се квазари чии спектри покажуваат широки линии на апсорпција кои се сино поместени во однос на рамката на мирување на квазарот, што произлегува од гасот што тече нанадвор од активното јадро во насока кон набљудувачот. Широки линии на примање се наоѓаат во околу 10% од квазарите, а квазарите BAL обично се радиотивки. Во ултравиолетовите спектри на остатокот од рамката на квазарите BAL, може да бидат забележувани широки линии на апсорпција од јонизиран јаглерод, магнезиум, силициум, азот и други елементи.
* Тип 2 (или тип II) квазари се квазари во кои насобирачкиот диск и широките линии на емисија се многу заматени од густ гас и прашина. Тие се сродници со поголема сјајност на Сејфертовите галаксии од тип 2.* Црвените квазари се квазари со оптички бои кои се поцрвени од обичните квазари, за кои е сметано дека се резултат на умерени нивоа на истребување на прашина во галаксијата домаќин на квазарите. Инфрацрвените истражувања покажале дека црвените квазари сочинуваат значителен дел од вкупната популација на квазари.* Оптички насилните променливи (OVV) квазари се радиогласни квазари во кои млазот е насочен кон набљудувачот. Релативистичкото зрачење на емисијата на млазот резултира со силна и брза променливост на осветленоста на квазарите. ОВВ квазарите исто така се сметани за еден вид блазар.
* Квазари со слаба емисиона линија се квазари кои имаат невообичаено слаби емисиони линии во ултравиолетовиот/видливиот спектар.
6 Улога во небесните референтни системи
Бидејќи квазарите се крајно далечни, светли и мали по привидна големина, тие се корисни референтни точки за воспоставување мерна мрежа на небото. Меѓународниот небесен референтен систем се заснова на стотици вонгалактички радиоизвори, главно квазари, распространети низ целото небо. Бидејќи се толку оддалечени, тие очигледно се неподвижни во однос на сегашната технологија, но сепак нивните положби може да бидат измерени со најголема точност со интерферометрија со многу долга основна линија. Положбите на повеќето се познати по 0,001 лачна секунда или подобро, што е поредоци на големина попрецизни од најдобрите оптички мерења.
7 Повеќекратни квазари
Групирање на два или повеќе квазари на небото може да резултира од случајно порамнување, каде што квазарите не се физички поврзани, од вистинска физичка близина или од ефектите на гравитацијата што ја свиткуваат светлината на еден квазар на две или повеќе слики со гравитациски леќи.
Кога два квазари се чини дека се многу блиску еден до друг како што е гледано од Земјата (одделени со неколку лачни секунди или помалку), тие обично се нарекувани „двоен квазар“. Кога двете се исто така блиску еден до друг во вселената (т.е. забележано дека имаат слични поместувања на црвено), тие се нарекувани „квазарски пар“ или како „бинарен квазар“ ако се доволно блиску што нивните галаксии-домаќини веројатно ќе имаат физичкп заемодејство.
Бидејќи квазарите се севкупно ретки тела во универзумот, веројатноста три или повеќе одделни квазари да бидат најдени во близина на иста физичка местоположба е многу мала, а одредувањето дали системот е тесно одвоен физички бара значителен напор за набљудување. Првиот вистински троен квазар бил пронајден во 2007 година со набљудувања во Кековата набљудувачница во Мауна Кеја, Хаваи. LBQS 1429-008 (или QQQ J1432-0106) првпат бил забележан во 1989 година и во тоа време било откриено дека е двоен квазар. Кога астрономите го откриле третиот член, тие потврдиле дека изворите се одвоени и не се резултат на гравитациски леќи. Овој троен квазар има црвено поместување од ''z'' = 2,076. Компонентите се одвоени со околу 30-50 килопарсеци (приближно 97.000–160.000 светлосни години), што е вообичаено за галаксии кои содејствуваат. Во 2013 година, втората вистинска тројка квазари, QQQ J1519+0627, била пронајден со црвено поместување ''z'' = 1,51, целиот систем се вклопува во физичко одвојување од 25 килопарсеци (околу 80.000 светлосни години).
Првиот вистински четирикратен квазарски систем бил откриен во 2015 година на црвено поместување ''z'' = 2.0412 и има вкупна физичка скала од околу 200 килопарсеци (околу 650.000 светлосни години).
Квазар со повеќе слики е квазар чија светлина се подложува на гравитациски леќи, што резултира со двојни, тројни или четирикратни слики од истиот квазар. Првата таква гравитациска леќа што била откриена бил квазарот со двојна слика Q0957+561 (или квазар-близнак) во 1979 година. Пример за квазар со тројни леќи е PG1115+08. Познати се неколку квазари со четири слики, вклучувајќи го Ајнштајнов Крст и Детелина, а првите такви откритија се случиле во средината на 1980-тите.
8 Галерија
9 Поврзано
* Настанок и развој на галаксиите
* Голема квазарска група
* Список на квазари
* Список на микроквазари
* Микроквазар
* Квазиѕвезда