3C273 kuasarea

Datorren urtean 30 beteko dira kuasareak objektu estragalaktikotzat hartu eta izen horrekin ezagutzen hasi zirenetik. 3C273 irrati-iturriaren azterketa izan zen ondorio horiek ekarri zituena, nahiz eta lehenengo izartzat eta ondoren irrati-iturritzat hartu zenean inolako berezitasunik inork sumatu ez. 3C273 etiketa Cambridge-ko irrati-teleskopioaz behatutako iturrien 3. katalogoko 273. objektua izatetik datorkio. Zerrenda hori 1959an bukatu zen, baina ordurako 3C273 aspaldi ikusi zuten teleskopio optikoekin, Virgo konstelazioko beste izar batzuekin batera. Astronomoen ustez inolako berezitasunik gabeko 13. magnitudeko izar arrunta zen. Begi hutsez teleskopio ertain bat erabiliz 6. magnitudea arteko objektuak ikus ditzakegula kontutan hartzen badugu, nahikoa disdiratsu ikusten dela esan daiteke.

Astro honen azterketa sakona 1962an egiten hasi zen, Cyril Hazard eta Sidney-ko Unibertsitateko bere laguntzaileek Virgo konstelazioko izar hura eta 3C273 irrati-iturria izartegian posizio berean zeudela konturatu zirenean. Horretarako Ilargiak eragindako astroen estalketa-teknika erabili zuten, Cambridge-ko katalogoan ematen ziren koordenatuen doitasuna nahikoa ez zelako. Hilabete gutxiko epean Ilargiak 3C273 iturria hiru aldiz estali behar zuela kontuan izanik, ikertzaile-taldeak estalketa haien iraupena neurtu zuen. Ilargiaren ertzaren posizioa oso ondo neur daitekeenez, irrati-iturriarenak ere doitasun handiz kalkulatu zituzten. Are gehiago, iturriak bi foku zituela egiaztatu zen eta bien koordenatuak kalkulatu ziren. Ondorengo identifikazio optikoa, oso erraza izan zen: foku bietako bat aipatutako izarraren toki berean zegoen.

3C273 kuasarea. Gaur egun, hiru milatik gora kuasare ezagutzen dira. Lehenengoak beren irrati-igorpenari esker aurkitu baziren ere, denek ez dute detektatzeko moduko igorpenik.

Hurrengo urratsa irrati-iturriari zegokion izarra aztertzea izan zen, noski. Orduan hasi ziren ustegabeak sortzen. Hasiera batean, 3C273 zein sasoi berean optikoki identifikatutako beste irrati-iturri batzuk izarrak zirela pentsatu zen, baina beren espektroa erabat ezezaguna zen; izarrek beren eboluzioko urrats ezberdinetan erakusten dutenekiko erabat ezberdina. Hala ere, 1963aren hasieran Maarten Schmidt-ek azalpen bat aurkitu zuen espektro harentzat, igorpen-lerroen gorriranzko lerrakuntza izugarria onartuz. Lerrakuntza hau objektuaren urruntze-abiadura erradialaren, hots, Doppler efektuaren ondoriotzat jo zen, beste interpretazio batzuk baztertuz, hala nola efektu grabitazionalen ondorio izatea. M. Schmidt-ek neurtu zuen lerrakuntza kontutan hartuz, 3C273 objektuaren urruntze-abiadurak 44.700 km/s-koa izan behar zuen.

Jakina denez, Unibertsoa hedatzen ari da eta astroen hedapen- edo urruntze-abiadura distantziarekiko proportzionala da, Hubble-ren konstantea proportzionaltasun-konstantea izanik. Bere balioa ezin izan da orain arte erabat zehaztu, baina ohi den bezala 20 km/s eta 30 km/s bitartekoa dela kontsideratzen badugu, 3C273 objekturainoko distantzia 2.000 eta 3.000 milioi argi-urte bitartekoa da. Ia aldi berean J. Greenstein eta T. A. Mattews jaunek 3C48 objektuaren espektroa aztertu zuten, antzeko ondorioetara iritsi zirelarik. Kasu horretan urruntze-abiadura askoz ere handiagoa zen; 110.000 km/s ingurukoa. Beraz, objekturainoko distantzia ere 3C273-rainokoaren bikoitza baino handiagoa. Emaitza hauek lortu ondoren eginiko behaketa optiko xeheagoak, aipatutako astroen morfologia ere erabat izarrek agertzen dutena ez dela baieztatu zuen. Batetik, 3C273-k materia-egozpena du. 3C48-k, berriz, itxura difusoa du.

Aipatu ditugun arrazoi guztiak kontutan hartuz, zalantzarik gabe esan zitekeen objektu hauek izarrak ez zirela; beste nolabaiteko objektu estragalaktikoak baizik. Beren irrati-iturri izaera eta duten izar-antz ukaezina zirela eta, kuasare (ingeleseko “quasi stellar radio sourde”ren laburdura da) izenez deitzen hasi ziren. Dena den, profesionalek QSO (quasi stellar object) siglez izendatu ohi dituzte.

Gaur egun, hiru milatik gora kuasare ezagutzen dira. Lehenengoak beren irrati-igorpenari esker aurkitu baziren ere, denek ez dute detektatzeko moduko igorpenik. Bestalde, hedapen-abiadurari dagokionez, inoiz pentsa zitekeena baino abiadura handiagokoak aurkitu dira. Adibidez, Ursa Maior konstelazioan dagoen PC1158 + +4658 kuasarearen lerrakuntzari dagokion abiadura, argiarenaren % 94 da, eta ondorioz, gureganainoko distantzia 9.000 eta 14.000 milioi argi-urte bitartekoa, Hubble-ren konstantearentzat hartzen dugun balioaren arabera. Hau da, lehenengo galaxiak aztertzen ari garen garai hau baino zerbait lehenago eratzen hasi zirela usten da; Big-Banga gertatu eta 10 bat milioi urte geroago.

Orain arte kuasareen abiadura eta distantziez baino ez dugu hitz egin. Dena den azken magnitude hau bakarrik ezagutzea ere nahikoa da lehenengo ondorio garrantzitsu batera iristeko; kuasareen igorpenaren indar izugarriari dagokion ondoriora, hain zuzen ere. Nola iritsi liteke bere argia guganaino? 3C273 kuasarearen kasuari lotzen bagatzaizkio, distantzia eta espektroaren arlo guztietan iristen zaigun igorpenaren intentsiatea kontutan hartzen badugu, kuasare honen distira 1014 aldiz Eguzkiarena izan behar duela kalkulatzen da. Gure galaxia batezbeste Eguzkiaren antzeko 100 bat mila milioi (1011) izarrez osatuta dagoela onartzen badugu, 3C273 kuasarearen distira galaxia arrunt batena baino 1.000 aldiz handiagoa da.

Espektroko igorpen-lerroak aztertuta, kuasarearen nukleoko masa estima daiteke. Kuasareen igorpen-lerroetako batzuk laborategian lortzen direnak baino zalabagoak dira. Zabalkuntza hori igorpenaren jatorri den hodeiaren higiduraren adierazgarri da. Biraketa-higidura dela eta, lerroen zabalera neurtzeak hodeiaren abiadura kalkulatzeko aukera ematen du. Logikoa da hodeiaren higidura kuasarearen nukleoaren masak sortutako grabitate-indarraren ondorio dela kontsideratzea. Hala izanik, hodeiaren abiadurak indarraren eta, azken batez, masa eragilearen informazioa emango digu.

Ikus dezagun hau 3C273-ri aplikatuz zein emaitza lortzen ditugun. Eman dezagun 5.000 km/s-ko abiaduraz higitzen ari den hodei bat dugula. Hodeitik kuasarearen zentrurainoko distantzia 10 argi-urtekoa balitz (datu hau erabat balizkoa da, oraindik horrelako neurketarik lortu ez delako), 3C273-ren nukleoaren masa Eguzkiarena baino 2.000 milioi aldiz handiagoa izango litzateke, hots, galaxia arrunt batena baino 500 aldiz txikiagoa.

Kontraesana dirudi kuasarearen masa txikiagoa izanik energia hainbeste aldiz handiagoa izatea. Arazoaren gakoa, masa hori pilatzen deneko bolumenaren txikitasunean datza. Eskuarki, kuasareek distira-aldaketa handiak izaten dituzte. Aldaketa horiek burutzeko behar duten denborak eskualde igortzailearen tamainari buruzko informazioa ematen digu. Ikus dezagun zergatik. Distira-hazkundea denbora jakin batean adierazgarria izan dadin, energia sortzen duen prozesuak eskualde osoan batera xamar gertatu behar du, baina horretarako distantzia mugatu batzuen barruan gertatu behar du.

Bestela, prozesuak espazioan zehar hedatzeko behar duen denbora luzatu egingo da eta distira-hazkuntza ere abiadura horrekin gertatu eta denbora luzeagoan izango du. Edozein prozesuren hedapen-abiadura maximoa argiarena denez, honakoa esan dezakegu: edozein aldaketaren denbora-eskalak (urte bat, adibidez) aldaketa sortu duen eskualdearen espazio-eskala ematen digu (adibide berean, argi-urte bat). Hau da, prozesua argiaren abiaduraz hedatzen bada, urtebetean ibiltzen duen distantzian eragingo du distira-hazkuntza, baina distira urtebetean zehar joango da handituz.

3C273-ri buruz eginiko azterketek, aldaketak maiz gertatzen direla egiaztatu dute. Aldaketa horien denbora-eskalak ezberdinak dira, baina ia denak 10 egun baino handiagoak eta urtea baino dezentez txikiagoak. Beraz, energia igorpenaren eragile den eskualdea hilabete-argi gutxiko zabalerakoa da. Bertan dago pilatuta, bada, gure galaxiako masaren bostehunena bestekoa eta bertan gure galaxiaren distira baino mila handiz handiagoa.

Azaldu berri dugun kuasare-irudiak beste galdera bat dakar berekin. Zein prozesu izan daiteke hain espazio txikian horrenbesterainoko energia sor dezakeena? Hurrengo alean saiatuko gara galdera honi erantzuten.

Buka dezagun, bada, esandakoak laburbilduz. Ikerketa guztien arabera kuasareak galaxia hiperaktiboen nukleoak dira. Aktibitate hori nukleoan garatzen denez, bera baino ez dugu ikusten, eta ingurunea oso argitasun mehe baten bitartez baino ez da nabaritzen.