Einer Gruppe von Forschern unter der Leitung von Paula Sánchez-Saez, einer Doktorandin am Astronomischen Institut der Universität von Chile, gelang es festzustellen, dass die Variabilitätsrate des Lichts, das von Material emittiert wird, das von supermassiven Schwarzen Löchern in den Kernen aktiver Galaxien absorbiert wird, von der Akkretionsrate, dh der Menge des absorbierten Materials, bestimmt wird.
'Das Licht eines Materials, dessen Helligkeit sich im Laufe der Zeit stark ändert, sodass wir über einige Änderungen sprechen können. Wir wissen, dass es sich ändert, aber wir wissen immer noch nicht, warum wir bei der Beobachtung anderer Objekte wie Sterne oder Galaxien ohne aktive Kerne feststellen, dass ihre Helligkeit über die Zeit konstant ist, aber wenn wir Galaxien mit aktiven Kernen betrachten ihre Helligkeit steigt und fällt, das heißt, sie ist völlig unvorhersehbar. Wir haben untersucht, wie die Amplitude der Variabilität mit der durchschnittlichen Helligkeit eines supermassiven Schwarzen Lochs (AGN) und der AGN-Akkretionsrate (d. H. Der vom Schwarzen Loch pro Jahr absorbierten Materialmenge) zusammenhängt. Die Ergebnisse unserer Analyse zeigen, dass die AGN-Akkretionsrate entgegen der bisherigen Annahme die einzige wichtige physikalische Eigenschaft zur Erklärung der Amplitude der Variabilität ist “, sagt Paula Sanchez in ihrer Veröffentlichung.
Die Studie ergab, dass es nur eine physikalische Eigenschaft gibt, die die Variabilität dieser Objekte vorhersagen kann: die Akkretionsrate. „Das einzige, was zählt, ist, wie viel Material in dieses supermassereiche Schwarze Loch gelangt. Wenn sie also auf Diät ist oder schluckt, braucht sie viel Energie, um zu essen … das heißt, es bestimmt, ob viel oder wenig. Unsere Entdeckung ist, dass je weniger sie “schlucken”, desto mehr verändern sie sich “, erklärte Polina Lyra, Forscherin am Astronomischen Institut der Universität von Chile und Forscherin am CATA Astrophysicist Training Center.
Für Paula Sanchez-Saez, die Erstautorin der Studie, ist es wichtig, herauszufinden, was der physikalische Mechanismus dieser Variabilität ist – eine der inhärentesten Eigenschaften aktiver galaktischer Kerne.
'Die in dieser Studie erzielten Ergebnisse stellen das alte Paradigma in Frage, dass die Amplitude der AGN-Variabilität hauptsächlich von der AGN-Leuchtkraft abhängt. Es wurde angenommen, dass die Messung der Masse von Schwarzen Löchern nicht immer möglich ist, daher kann die Messung der Akkretionsrate für mehrere Objekte gleichzeitig genau durchgeführt werden. Laut SDSS-Daten können physikalische Eigenschaften für etwa 2000 Objekte gemessen werden, was auch in der QUEST-La Silla AGN-Variabilitätserhebung beobachtet wurde. Darüber hinaus konnten wir aus unserer Beobachtung Lichtkurven von sehr guter Qualität für eine große Stichprobe von Objekten erhalten, sodass wir die Variabilität jedes Objekts unabhängig untersuchen konnten, was für die meisten AGNs zuvor nicht möglich war. Mit genauen Messungen der physikalischen Eigenschaften von AGNs und einer guten Charakterisierung der Variabilität einzelner AGNs konnten wir feststellen, dass der Hauptfaktor für die Amplitude der Variation die Akkretionsrate oder mehr oder technisch gesehen das Eddington-Verhältnis ist.
Die in dieser Arbeit verwendeten Daten stammen aus zwei Quellen gleichzeitig. Zur Analyse der Variabilität verwendeten die Wissenschaftler Daten aus der QUEST-La Silla AGN-Variabilitätserhebung (unter der Leitung von Paulina Lira), die von 2010 bis 2015 durchgeführt wurde und fünf extragalaktische Standorte gleichzeitig beobachtete. Um die physikalischen Eigenschaften von AGNs zu untersuchen, wurden öffentliche Spektraldaten aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) verwendet.
In Zukunft planen die Forscher, die Zeitachse der Variabilität dieser aktiven galaktischen Kerne zu untersuchen:
'Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft ist die Zeitskala der Variabilität dieser Objekte. Um diese Eigenschaft genau zu messen, benötigen wir Lichtkurven, die sich über 10 Jahre erstrecken. Daher müssen wir auf zukünftige Forschungen warten, beispielsweise auf Beobachtungen mit dem Large Synoptic Observation Telescope (LSST), um mehr photometrische Daten bereitzustellen, die wir mit aktuellen Daten kombinieren können, damit wir diese Daten mit unseren Daten aus der QUEST-La Silla AGN-Variabilitätserhebung kombinieren können wird unsere Lichtkurven auf etwa 20 Jahre erweitern “, schloss Paula.
