În urmă cu 50 de ani, mai precis pe 16 martie 1963, în revista Nature era publicat articolul ”3C 273 : A Star-Like Object with Large Red-Shift” (3C273: Un obiect cu aspect stelar cu o puternică deplasare spre roșu), semnat de Maarten Schmidt. Acesta este momentul în care quasarii își fac apariția în lumea astrofizicii.  Cunoștințele noastre în ceea ce privește aceste fascinante obiecte cosmice au avansat în ultimii ani?

 

Fizicianul Robert Antonucci, care îi studiază de multă vreme, răspunde cu un ”nu!” hotărât, tot în revista Nature,  la această întrebare. Robert Antonucci este fizician la Universitatea din California și un renumit cercetător al quasarilor. În ediția din 14 martie a revistei Nature el a publicat un articol în care trage un semnal de alarmă: astrofizicienii nu par interesați de înțelegrea mecanismelor care guvernează aceste dramatice obiecte cerești.

Înainte de a trece mai departe voi vorbi, foarte pe scurt despre quasari. Numele lor vine de la ”quasi-stellar radio source” și a fost propus în mai 1964 de către astrofizicianul Hong-Yee Chiu, într-un articol publicat în Physics Today. În articol Chiu scria: ” Până acum foloseam «quasi-stellar radio source », denumire lungă și lipsită de eleganță. Deoarece natura acestor obiecte este complet necunoscută, este greu de stabilit o denumire potrivită, care să indice proprietățile lor. În această lucrare, pentru conveniență, voi folosi prescurtarea «quasar».” Primii quasari au fost descoperiți cu ajutorul radiotelescoapelor către sfârșitul anilor 1950. Inițial ei apăreau numai ca puternice surse radio, fără un corespondent vizibil. Dar s-a putut stabili că dimensiunile lor unghiulare sunt extrem de mici. Până în 1960 au fost fost identificate sute de asemenea obiecte, care au fost cuprinse în Al Treilea Catalog Cambridge al Surselor Radio. În același an pentru obiectul radio cu aspect stelar 3C48 (3C vine de la Al Treilea Catalog Cambridge) a putut fi observat și în zona vizibilă a spectrului. Abia în 1963 Maarten Schmidt, folosind observații efectuate în 1963 asupra obiectului 3C273, a putut determina deplasarea spre roșu a liniilor spectrale a luminii emisie de acest obiect. Rezultatul a arătat că 3C273 se îndepărtează de noi cu 47.000 km/s, ceea ce înseamnă că avem de-a face cu un obiect cosmic aflat la 2,4 miliarde de ani lumină distanță de noi.

Quasarii reprezintă o enigmă pentru astrofizicieni, deoarece ei emit cantități imense de energie pe aproape toate lungimile de undă ale spectrului electromagnetic, practic sunt cele mai luminoase obiecte din Univers. Explicația larg acceptată de către oamenii de știință pentru mecanismul care stă la baza energiei uriașe emise de quasari este următoarea. Avem de-a face cu galaxii cu nucleu activ (Active Galactic Nuclei – AGN). Pe scurt, în centrul acestor galaxii se află găuri negre supermasive care absorb cantități imense de materie. În urma acestui fenomen se produc fluxuri de radiație electromagnetică de mare intensitate. Deoarece majoritatea quasarilor sunt obiecte foarte îndepărtate, galaxiile care adăpostesc nucleele galactice active sunt tinere. Ar mai fi multe de spus referitor la quasari, dar trebuie să ne oprim aici, pentru a vorbi despre articolul lui Robert Antonucci. Înainte de a trece mai departe vă invităm să urmăriți acest vidoclip realizat de SPACE.com

 

În articolul din Nature, Antonucci este dezamăgit de faptul că, în ciuda cercetărilor efectuate până în prezent, nu avem modele matematice satisfăcătoare, prin care să fie descris mecanismul prin care quasarii produc atât de multă energie. Nu avem nici capacitatea de a face predicții privitoare la comportamentul lor.  Remarcile lui Antonucci sunt ironice și amare: ”Astronomii se distrează foarte bine dectând quasari îndepărtați, apropiidu-se încetul cu încetul de Big Bang, pe măsură ce se îmbunătățesc tehnologiile. Dar ei nu înțeleg în detaliu mecanismele fizice care îi fac să emită cantități enorme de energie.” Desigur, avem niște modele aproximative, dar, scrie Antonucci, dar ”aceste modele nu se suprapun cu observațiile, decât după un număr mare de adaptări. Proprietățile discurilor de acreție din jurul găurilor negre de masă stelară nu pot fi extrapolate pentru a explica [comportarea] […] quasarilor.”  Dintre întrebările care își așteaptă răspunsurile se pot  enumera: din ce fel de particule sunt alcătuite jeturile emise de quasari? Ce se întâmplă cu exactitate cu materia din discul de acreție din jurul găurii negre supermasive? Câtă energie se află în câmpurile magnetice și electrice ale jeturilor de materie emise de quasari?

Antonucci: ”Văd din ce în ce mai puține lucrări serioase referitoare la nucleele galactice active, dar constat un efort crescut pentru a descoperi tot mai mulți quasari. Este ca și cum comunitatea științifică a renunțat să îi înțeleagă, concentrându-se pe un obiectiv mai modest: numărarea lor. […] Singura speranță pentru înțelegerea quasarilor ar fi ca o civilizație extraterestră să ne ofere explicația pe tavă.”

Antonucci crede că este posibilă o mai bună înțelegere a quasarilor cerând colegilor să se ocupe de dezvoltarea de modele matematice avansate ale găurilor negre. Ar mai fi nevoie și de dezvoltarea de telescoape spațiale pentru radiații X mai sensibile decât cele din prezent. Pentru site-ul SPACE.com, Antonucci a explicat printr-un e-mail: ”Importanța radiațiilor X [pentru studiul discurilor de acreție din jurul găurii negre supermasive] rezultă din faptul că ea provine dintr-o zonă mult mai apropiată de gaura neagră decât lumina vizibilă. Astfel am putea spera să avem o imagine mai bună a «motorului central» al găurii negre, în care este produsă energia gravitațională.” Antonucci crede că vom avea modele matematice detaliate prin care să fie explicate misterele quasarilor, dar nu poate spune când se va întâmpla acest lucru. ”În cele din urmă le vom avea, dar s-ar putea ca până atunci eu să fi urcat la Cer sau în alt loc.”, remarca el cu amărăciune.

Notă: Din păcate nu am avut acces la articolul din Nature. Citatele din Antonucci le-am extras din următoarele surse: PhysOrg, Scientific American, SPACE.com