Prążki w widmach kwazarów

Prezentacja na temat: "Prążki w widmach kwazarów"— Zapis prezentacji:

1 Prążki w widmach kwazarów
Bożena Czerny CAMK

2 Nasza najnowsza praca:

3 1. Historia odkrycia kwazarów
Po II wojnie światowej technologia wojskowa – radary – trafiła do astronomii. Rozkwitła radioastronomia. W szczególności, w roku radioastronomowie z Cambridge opublikowali Trzeci Katalog Źródeł. Obiekty te oznaczano: 3C + numerek Interferometr, który posłużył do sporządzenia katalogu 4C (Mullard radio astronomy Observatory), UK

4 1. Historia odkrycia kwazarów
Obserwacje przynosiły skomplikowane obrazy emisji radiowej: Mack et al

5 1. Historia odkrycia kwazarów
Spora część obiektów leżała na niebie tam, gdzie duże galaktyki. Wprowadzono zatem nazwę: radiogalaktyki. Pierwsza odkryta to Cygnus A (3C 405). Galaktyka 3C 236 N, obraz z HST

6 1. Historia odkrycia kwazarów
Niektóre źródła radiowe nie pasowały jednak do galaktyk – w zakresie widzialnym odpowiadały im obrazy punktowe (quasi- stellar sources – kwazary). 3C 273 – obraz optyczny z 4 m teleskopu KPNO

7 1. Historia odkrycia kwazarów
Kwazary to jednak nie gwiazdy – odkrył to w 1963 r. holenderski astronom Maarten Schmidt.

8 1. Historia odkrycia kwazarów
Maarten Schmidt badał nie obraz optyczny, ale widmo kwazara. Na tej podstawie wysunął wniosek, że 3C 273 i inne kwazary to obiekty leżące w odległościach kosmologicznych. Widmo 3C 273, które badał Maarten Schmidt z = 0.158

9 1. Historia odkrycia kwazarów
teleskop z kliszą fotograficzną

10 1. Historia odkrycia kwazarów
Współczesne amatorskie zdjęcie teleskopem 16 cm.

11 1. Historia odkrycia kwazarów
Zdjęcia teleskopem HST; widać dżet i galaktykę macierzystą.

12 2. Widmo promieniowania Białe światło Słońca po przejściu przez pryzmat rozszczepia się w tęczę. Różne barwy odpowiadają różnej długości fali.

13 2. Widmo promieniowania Naprawdę po rozszczepieniu widmo promieniowania Słońca wygląda tak: jasne w całym zakresie widzialnym, ale najbardziej w barwie żółtej), z ciemnymi prążkami Fraunhoffera. Tak odkryto hel.

14 2. Widmo promieniowania Promieniowanie ciągłe pochodzi od swobodnych elektronów poruszających się z przyspieszeniem w polu elektrycznym jonów. Promieniowanie liniowe pochodzi od elektronów, które są związane z jonem i zmieniają orbitę.

15 2. Widmo promieniowania Promieniowanie ciągłe pochodzi od swobodnych elektronów poruszających się z przyspieszeniem w polu elektrycznym jonów. Promieniowanie liniowe pochodzi od elektronów, które są związane z jonem i zmieniają orbitę.

16 2. Widmo promieniowania Z podręcznika Freedman & Kauffman

17 2. Widmo promieniowania A tak wyobrażamy sobie strukturę kwazara: wg.Urry & Padovani 1995

18 3. Przesunięcie linii w widmie
Efekt Dopplera Ruch emitera/absorbera światła względem obserwatora powoduje zmianę długości fali: Dla małych prędkości: z = dla 3C 273

19 3. Przesunięcie linii w widmie
W widmach kwazarów linie są nieco przesunięte także względem siebie: linia węgla CIV jest bardziej niebieska (ma nieco mniejsze z) niż linie wodoru linie wodoru praktycznie nie są przesunięte względem linii tlenu OIII które powstają daleko od czarnej dziury Wiatr dyskowy

20 4. Poszerzenie linii Efekt Dopplera powoduje poszerzenie linii zamiast przesunięcia, jeżeli różne atomy emitujące poruszają się z różnymi prędkościami. Przykład: poszerzenie termiczne Temperatura wodoru: około K Prędkość termiczna: około 10 km/s Poszerzenie termiczne linii wodoru Hbeta: 0.02 nm

21 4. Poszerzenie linii W przypadku kwazara 3C 273 poszerzenie nie może być termiczne:

22 4. Poszerzenie linii Poszerzenie linii w dysku akrecyjnym
Linia tlenu z dysku akrecyjnego w gwiaździe symbiotycznej – model (Lee & Kang 2007)

23 4. Poszerzenie linii Nie widać efektu podwójności linii. Ale ogólna szerokość pasuje.

24 4. Poszerzenie linii Musi być dodatkowy składnik prędkości chaotycznej, ale nie systematycznej, jak w wietrze. Ale skąd wziąć tę dodatkową prędkość? Tego nie było wiadomo.

25 5. Rewerberacja: pozytywny aspekt nieudanych badań
Rewerberacja = opóźnienie Kwazary i inne aktywne galaktyki zmieniają jasność, a jasność linii Hbeta sþóźnia się w stosunku do promieniowania widma ciągłego. Badania miały wyjaśnić geometrię obszaru produkującego linię.

26 5. Rewerberacja Pomiary dla każdego obiektu zwróciły tylko jedną liczbę: odległość obszaru, gdzie powstaje linia Hbeta, od części centralnych dysku (okolic czarnej dziury), gdzie powstaje widmo ciągłe. Heathrow – radar

27 5. Rewerberacja Klęska: jedna liczba to nie mapa
Sukces: metoda pomiaru masy czarnej dziury. R mierzy się z opóźnienia linii, v z szerokości linii, i wylicza sie masę czarnej dziury M. Metoda jest jednak bardzo pracochłonna. Na szczęście okazało się, że w monitorowanych obiektach istnieje prosty związek między opóźnieniem linii a jasnością widma ciągłego danego obiektu Bentz i in. 2009

28 6. Nasza praca Wynik: Temperatura dysku, tam gdzie powstaje Hbeta, jest zawsze ok K, niezależnie od obiektu!

29 6. Nasza praca Dlaczego T=1000 K jest ważne? W takiej temperaturze może powstawać i istnieć pył. Pył jest ważny w astronomii, ponieważ bardzo łatwo pochłania światło widzialne, a zatem: - może przesłaniać obiekt Widok ku centrum Mlecznej Drogi

30 6. Nasza praca Dlaczego T=1000 K jest ważne? W takiej temperaturze może powstawać i istnieć pył. Pył jest ważny w astronomii, ponieważ bardzo łatwo pochłania światło widzialne, a zatem: - może powodować wypychanie materii Może powodować wypychanie materii w wyniku działania ciśnienia promieniowania na pył. Zdjęcie HST – asteroida z kometarnym ogonem.

31 6. Nasza praca Wcześniej wszyscy uważali, że pył znajduje się dużo dalej, w tzw. torusie molekularno-pyłowym.

32 6. Nasza praca