Radiogalakser, kvasarer og blazarer - aktive galakser


Kvasarer er stjernelignende objekter (punktformede lyskilder) med meget stor rødforskydning. Den store rødforskydning skyldes deres betragtelige afstande, dvs kvasarerne må have gigantiske lysstyrker. Der kendes kvasarer, der udsender mere end 10.000 gange så meget lys som hele vores egen galakse, og Mælkevejen hører endda til de store spiralgalakser!

Mange kvasarer har hurtigt varierende lysstyrker, fx store ændringer indenfor nogle få timer eller døgn. Dette er tegn på, at kilden til den enorme udstråling kan være mindre end vores solsystem. Takket være Hubble-teleskopet og de store jordbaserede teleskoper, ved vi nu, at kvasarer er fjerne galakser med ekstremt lysstærke, aktive kerner. Fælles for de aktive galakser er, at de har et supertungt sort hul nær centrum, hvor der omsættes gravitationel energi, når stof styrter ned mod det sorte hul og danner en hurtigt roterende tilvækstskive.

Når det sorte hul er aktivt, dannes der jets af plasma og stråling, som kan række hundredtusindvis af lysår udenfor galaksen. Sådan en galakse vil se meget forskellig ud afhængig af om jet'en peger i retning mod os eller mere eller mindre vinkelret på denne retning.




For amatørastronomer er det en udfordring at finde og tage billeder af kvasarer. Nogle få er så lysstærke, at man skulle kunne se dem gennem et stort amatørteleskop. Det gælder fx kvasaren 3C273 i Virgo(navnet betyder objekt nr 273 i Third Cambridge Radio Cataloque, 1962). 3C273 har en visuel størrelse på ca m = 12,9.
Det er netop indenfor rækkevidden af et spejlteleskop med en åbning på 20 cm, og så kan man jo tænke over, at lyset fra den kvasar har været 2 milliarder år undervejs!

Hvis man interesserer sig for astro-CCD fotografering kan man få mange flere kvasarer i kassen. En liste med de 20 mest lysstærke er vist herunder. Mange af dem er markeret med et v for variabel.

På billeder ser kvasarer ud præcis som almindelige stjerner - det er spektrene der afslører de ekstreme forhold, der må herske i deres nærhed. At studere kvasarer er at studere de største sorte huller, der findes i Universet, ikke som de ser ud i dag, men som de så ud for milliarder af år siden!

De 20 klareste kvasarer

Betegn. Navn RA (2000.0) DEC Con. magnitude Rødf. z Afstand/Mio lysår
0026+129 PG 00:29:13.7 +13:16:04 Pisces 14,78 0.142 1840
0405-123 PKS 04:07:48.4 -12:11:37 Eridanus 14,82v 0.574 5940
0521-365 PKS 05:22:57.9 -36:27:31 Col 14.62v 0.061 824
0537-441 PKS 05:38:49.8 -44:05:09 Pic 16.48v 0.894 7900
0735+178 OI 158 07:38:07.4 +17:42:21 Gemini 14.85v 0.424 4740
0754+100 OI 090.4 07:57:06.7 +09:56:34 Cancer 14.5v --- ---
0754+394 1E 07:57:59.9 +39:20:27 Lynx 14,36 0.096 1270
0851+202 OJ 287 08:54:48.9 +20:06:32 Cancer 14.0v 0.306? 3650
1101+384 MRK 421 11:04:27.3 +38:12:32 Ursa Major 13.5v 0.031 430
1133+704 MRK 180 11:36:26.8 +70:09:24 Draco 14.49v 0.046 630
1219+755 MRK 205 12:21:44.1 +75:18:37 Draco 14.5 0.070 950
1226+023 3C 273 12:29:06.8 +02:03:07 Virgo 12.86v 0.158 2040
1253-055 3C 279 12:56:11.2 -05:47:21 Virgo 17.75v 0.538 5670
1351+640 PG 13:53:15.8 +63:45:45 Draco 14.84 0.088 1170
1510-089 PKS 15:12:50.6 -09:06:00 Libra 16.52v 0.361 4180
1514-241 AP Lib 15:17:41.8 -24:22:19 Libra 14.8v 0.049 670
1634+706 PG 16:34:29.0 +70:31:32 Draco 14.90v 1.334 9640
1652+398 MRK 501 16:53:52.2 +39:45:37 Hercules 13.88v 0.034 460
2155-304 PKS 21:58:51.9 -30:13:30 PsA 13.09v 0.17 2180
2200+420 BL Lac 22:02:43.3 +42:16:40 Lacerta 14.72v 0.07 950
Kilde: http://www.seds.org/~spider/spider/Misc/qso.html

Om rødforskydning og afstand
Kvasarernes rødforskydning kan tolkes på flere måder. En populær misforståelse går ud på at rødforskydningen er et resultat af dopplerforskydning på grund af galaksernes bevægelse væk fra os. Mere korrekt kan man betragte rødforskydningen som et resultat af universets udvidelse, sådan at 1+z er den faktor, hvormed universet har udvidet sig, mens lyset var undervejs fra kvasaren til os.
Vil man beregne den nuværende afstand til kvasaren ud fra rødforskydningen, afhænger resultatet af, hvilken kosmologisk model man vælger. Et kvalificeret valg kræver her indsigt i Einsteins generelle relativitetsteori som koblet med eksperimentelle data er fundamentet under de kosmologiske modeller.

Alle listens kvasarer på nær 3 kommer pænt over horisonten i Danmark og kan fotograferes.

Med Greve Gymnasiums CCD kamera, et Starlight Express MX7C kamera, er det foreløbig lykkedes at fotografere 17 kvasarer, se nedenfor.
Med ca 70.000 kendte kvasarer(2004) hænder det af og til, at der sniger sig en kvasar med på billedet af et helt andet objekt. Faktisk er der i umiddelbar nærhed af M82 5 kendte kvasarer, hvoraf et par er indenfor amatør-CCD'ers rækkevidde. Ved tjek af et "gammelt" billede af M82 fandt jeg den ene, HB89.


3C273  28x10s  MX7C  240304 JA
3C273 i Jomfruen (Virgo). Dette er det fjerneste objekt en amatørastronom kan se i sit teleskop - et kig 2 milliarder år tilbage i tiden!
RA 12:29:6,8 DEC +02:03:07 (2000.0)
Visuel størrelsesklasse m = 12,9. Rødforskydning z = 0,158
Med professionelle teleskoper har man påvist en jet, der peger næsten direkte mod os. Hubble teleskopets koronograf har afsløret svage spor af den omgivende galakse, som faktisk tyder på, at der er tale om 2 galakser i kollision.
En sideeffekt af dette er at den ene galakses centrale supertunge sorte hul indfanger en masse stof,
som giver anledning til dannelsen af en jet rettet mod os.
MX7C SCT8 F6.3 28x10s 24/3-2003. Foto JA.


Spectrum of 3C273 measured with a blazed grating in the optical path of a Celestron SCT9,25 and a MX7C CCD Camera
Spektrum af 3C273 optaget med et blazed gitter indskudt i strålegangen i et Celestron SCT 9,25" teleskop.
Det kontinuerte spektrum er overlejret af de første 4 Balmer-linier ved stærkt rødforskudte bølgelængder.
At der er tale om emissionslinier viser, at lyset kommer fra stærkt opvarmet eller eksiteret hydrogengas.
calculated redshift of 3C273
Den beregnede rødforskydning z = 0,154 er i rimelig god overensstemmelse med tabelværdien.


MRK205_28x20s_SCT231203
Markarian 205 i Dragen (Draco).
RA 12:21:44.1 DEC +75:18:37
Lysstyrke på billedet m = 14.4
Rødforskydning z = 0.070
Markarian 205 vekselvirker tilsyneladende med galaksen NGC4319, som har en meget mindre rødforskydning (z = 0.005) end MRK205. Den og lignende associationer mellem kvasarer og galakser fik en del astronomer til at betvivle, at kvasarernes rødforskydning skyldtes deres store hastighed og afstand. Siden har man påvist at det ultraviolette lys fra MRK205 absorberes ved passage gennem NGC4319 spiralarme, som bevis for, at MRK ligger længere borte.
Galaksen i trapezet øverst til højre er NGC4291.
MX7C SCT8 F6.3 28x20s 23/12-03 JA


Kvasar-galakse bro? mellem MRK205 og NGC 4315
Bro eller ingen forbindelse??


Lensed quasar APM 08279+5255 in Lynx. Click to view larger image
APM 08279+5255 i Lossen (Lynx)
RA 08:31:41.6 DEC +52:45:16.8
Rødforskydning z = 3,91
Den markant røde "stjerne" i midten af billedet blev udnævnt til Universets lysstærkeste objekt indtil det blev opdaget, at den fjerne
kvasars lys forstærkes ca 100 gange af en gravitationslinse, dvs et tungt objekt mellem galaksen og os.
Kvasarens rødforskydning er Z=3,91, dvs Universet har udvidet sig en faktor 4,91 siden lyset blev udsendt fra kvasaren.
Kvasarens luminositet er ca 5x10^13 gange større end Solens og kvasarens lys har været undervejs ca 11 Mia år!
Celestron SCT9,25 f/6 SXV-H9c 12x1m 08/10/2007 JA.


BL Lacerta 16x30s  MX7C  180403  JA
BL-Lacerta i Firbenet (Lacerta)
RA 22:02:43,3 DEC: +42:16:40 (2000.0)
Visuel størrelsesklasse m = 14,7 (variabel)
Rødforskydning z = 0,07
Afstand 900 mio lysår
MX7C SCT8 F6.3 16x30s 18/3-2003. Foto JA.


1634+706   10x30s  MX7C 180303 JA
Kvasaren 1634+706 i Dragen (Draco).
RA 16:34.29,0 DEC +70:31:32 (2000.0)
Visuel størrelsesklasse (ca) m = 14,9
Rødforskydning z = 1,334
Afstand 10 milliarder lysår
MX7C SCT8 F6.3 10x30s 18/4-2003. Foto JA.


1652+398 12x30s MX7C 180403 JA
Kvasaren 1652+398 i Herkules (Hercules). Galaksen ses som en diffus halo.
RA 16:53:52.2 DEC +39:45:37 (2000.0)
Visuel størrelsesklasse m = 13,9 (variabel)
Rødforskydning z = 0,034
Afstand 460 Mio lysår
MX7C SCT8 F6.3 12x30s 18/4-2003. Foto JA.


Kvasaren 0735+178   10x30s   MX7C   291103  JA
Kvasaren 0735+178 i Tvillingerne (Gemini). Grænsemagnituden er ca 18 i denne 300s stakkede optagelse.
RA 07:38:07.45 DEC +17:42:17.3 (2000.0)
Visuel størrelsesklasse m = 14,85 (variabel)
Rødforskydning 0,424
Afstand 4700 Mio lysår
MX7C SCT8 F6.3 10x30s 29/11-2003. Foto JA


Quasar 0754+100_34x10s_071203_SCT8
Kvasaren 0754+100 i Krebsen (Cancer).
RA 07:57:06.7 DEC 09:56:34 (2000.0)
Grænsemagnituden er ca m = 18 i optagelsen på 340s ved F6,3.
Visuel størrelsesklasse m = 14,5 (variabel)
Rødforskydning og afstand ukendt.
MX7C SCT8 F6.3 34x10s 07/12-2003. Foto JA


Quasar_OJ287_29x10s_071203_SCT8
Kvasaren 0851+202 eller OJ287 i Krebsen (Cancer).
RA 08:54:48.9 DEC 20:06:32
OJ287 klassificeres som blazar og udviser stor variation i lysstyrke.
Modelberegninger tyder på, at energikilden bag OJ287 er 2 sorte huller i tæt omløb.
Dens magnitude er 15,5 på denne 290s optagelse F6,3.
Rødforskydning z = 0.306
Afstand 3650 Mio lysår
MX7C SCT8 F6.3 29x10s 7/12-2003. Foto JA.


MRK180_27x20s_SCT231203
Markarian 180 i Dragen (Draco).
RA 11:36:26.8 DEC +70:09:24
MRK180 er en blazar med variabel lysstyrke. På billedet ligner den en dobbeltstjerne. Størrelsesklasse ca m = 15.
Rødforskydning z = 0.046
Nederst i billedet ses en forgrundsgalakse UGC6580 af størrelsesklasse m = 15.8.
MX7C SCT8 F6.3 27x20s 23/12-03 JA


MRK421_23x20s_SCT231203
Markarian 421 i Store Bjørn (Ursa Major).
RA 11:04:27.3 DEC +38:12:32
Blazar med variabel lysstyrke omkring m = 13.9
Størrelsesklasse på billedet: m = 13.7
Rødforskydning z = 0.031
MRK 421 er en TeV blazar, dvs den udsender gammastråling med energier helt op i TeV området. Den lysstærkeste stjerne på billedet er af størrelsesklasse m = 6.1, dvs netop synlig med det blotte øje på en perfekt mørk nattehimmel.
MX7C SCT8 F6.3 23x20s 23/12-03 JA


OJ 248_25x20s_SCT231203
OJ 248 i Krebsen (Cancer) har lysstyrke m = 17.1 og en rødforskydning på z = 2.046.
Afstanden er 11,5 Mia lysår RA 08:30:52.1 DEC +24:10:59.7
MX7C SCT8 F6.3 25x20s 23/12-03 JA


M82 in Uma and Quasar HB89
M82 i Store Bjørn (Ursa Major)er en irregulær "star burst" galakse. På det
stærkt overbelyste billede ser man sporene af gas, der udslynges fra galaksens
aktive kerneområde. M82's bevægelse og de nydannede stjerners alder tyder på,
at galaksen for 600 mio år siden kolliderede med M81, og den voldsomme
aktivitet må være en følge af kollisionen.
M82 udsender meget af sin energi i det infrarøde område, og er også meget aktiv i
radioområdet, faktisk den stærkeste radiokilde i Store Bjørn.
I samme billedfelt ses kvasaren HB89 (0952+698), med rødforskydning z=2,048
og størrelsesklasse m=18,7 (målt på billedet).
MX7C SCT8 F6.3 74x20s 07/4-2003 JA


Quasar CSO239 in Leo Minor
CSO239 eller FBQS J0955+3335 er en fjern kvasar i Løven (Leo Minor).
Størrelsesklassen er mv =17,2 og rødforskydningen 2,50 svarende til en nuværende
afstand på ca 12 mia lysår. Positionen er:
RA(2000J): 09h 55m 37,9s DEC(2000J): 33d 35m 04s
Cel.9,25 F6 MX7C 31x30s 10/2-2004 JA.


Quasar SBS1349+575 in Ursa Major
SBS1349+575 i Store Bjørn. Kvasaren har med z=2,897 og en
lysstyrke på mv=17,4 en anseelig absolut lysstyrke.
Positionen er:
RA(2000J): 13h 50m 44,6s DEC(2000J): 57d 16m 43s
Cel.9,25 F6 MX7C 50x30s 2x2binned 090404 JA.


Quasar SBS1425+606 in Draco
SBS1425+606 i Dragen (Draco) er med lysstyrken m=15,8 og en
rødforskydning på z=3,19 en af de mest lysstærke kvasarer.
På billedet ligner den fuldstændig de almindelige stjerner,
som hører til vores egen Mælkevej, men afstanden er ca
14 mia lysår nu. Positionen er:
RA(2000J): 14h 26m 56,6s DEC(2000J): 60d 25m 50s
Cel.9,25 F6 MX7C 45x30s 2x2binned 090404 JA.


Quasar HS1011+4315 in Ursa Major
HS1011+4315 i Store Bjørn (Ursa Major).
Den ser ud som en dobbeltstjerne, men er med z=3,10
umådeligt meget længere væk end sin tilsyneladende nabo.
Lysstyrken er mv= 17,0. Positionen:
RA(2000J): 10h 11 m DEC(J2000): 43d 15m
Cel.9,25 F6 MX7C 30x30s 100204 JA.


Quasar J1322+5034 in Ursa Major.
J1322+5034 er med z=3,815 den fjerneste kvasar, jeg har fotograferet.
Lysstyrken er på kun 18,43 og afstanden er ca 15 mia lysår. Kvasaren bevæger
sig væk fra os med 70% af lysets hastighed! Antallet af kvasarer med rødforskyd-
ninger, der er større end 4 er ganske lille. Kvasaren ligger lige under Karlsvognens
vognstang.
Cel. 9,25 F6 MX7C 49x30s 11/04-2004 JA.



Opdateret d. 21.1.2010