TON 618

TON 618
TON 618, snimak projekta Sloan Digital Sky Survey. Kvazar je sjajna, plavkasto-bijela točka u središtu.
Podaci dobiveni promatranjem (Epoha J2000.0)
Zviježđe	Lovački psi i Berenikina kosa
Rektascenzija	12h 28m 24.9s
Deklinacija	+31° 28′ 38″
Crveni pomak	2,219
Udaljenost	3.31 Gpc (10.8 Gly) (udaljenost mjerena brzinom svjetlosti) 5.59 Gpc (18.2 Gly) (udaljenost s obzirom na širenje svemira i sadašnja udaljenost)
Vrsta	kvazar
Prividna magnituda (V)	15,9
Istaknuta obilježja	hiperluminozni kvazar u Lyman-alfa-mjehuru
Ostale oznake
FBQS J122824.9+312837, B2 1225+31, QSO 1228+3128, 7C 1225+3145, CSO 140, 2E 2728, Gaia DR1 4015522739308729728
Vidi i: kvazar

TON 618 (skraćenica od Tonantzintla-618) hiperluminozan je i radioglasan kvazar široke apsorpcijske linije te Lyman-alfa-mjehur u blizini granice zviježđa Lovačkih pasa i Berenikine kose. Prema pretpostavljenoj udaljenosti s obzirom na širenje svemira udaljen je otprilike 18,2 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Sadrži jednu od najmasivnijih otkrivenih crnih rupa, čija masa iznosi između 40,7 i 66 milijardi M_☉.

Povijest promatranja

Kako kvazari nisu otkriveni sve do 1963., nije bilo jasno o kakvu je objektu riječ kad je 1957. prvi put primijećen u pregledu blijedih plavih zvijezda (uglavnom bijelih patuljaka) koje se nalaze izvan galaktičke ravnine Mliječne staze. Na fotografskim pločama izrađenim Schmidtovim teleskopom promjera 0,7 metara u opservatoriju Tonantzintla u Meksiku izgleda kao „izrazito ljubičasta” ili blijeda plava zvijezda te su ga meksički astronomi Braulio Iriarte i Enrique Chavira uvrstili pod broj 618 u svoj popis zvijezda.

Trinaest godina poslije u radiopregledu obavljenu u Bologni primijećeno je radijsko zračenje iz tog objekta, što je upućivalo na to da je riječ o kvazaru. Marie-Helene Ulrich potom je u optičkom spektru u opservatoriju McDonald primijetila spektralne linije tipične za kvazare. Budući da je crveni pomak linija bio visok, Ulrich je zaključila da je TON 618 jako daleko i stoga jedan od najluminoznijih kvazara dotad otkrivenih.

Dijelovi kvazara

Supermasivna crna rupa

Usporedba veličine obzora događaja crnih rupa kvazara TON 618 te slobodnijih i kontroverznih procjena o veličini crne rupe u Feniksu, skupu galaktika. Na slici se za usporedu nalazi i Neptunova orbita (bijela elipsa).

Smatra se da je kvazar TON 618 aktivna galaktička jezgra u središtu galaktike, koju pogoni supermasivna crna rupa koja se hrani iznimno vrućim plinovima u akrecijskom disku. S obzirom na izmjereni crveni pomak od 2,219 pretpostavlja se da je njegova svjetlost do Zemlje putovala otprilike 10,8 milijardi godina, što je izravno proporcionalno njegovoj udaljenosti u svjetlosnim godinama. Sjaj kvazara u središtu zasjenjuje galaktiku koja ga okružuje i zato se ona ne vidi sa Zemlje. Apsolutna magnituda od 7001307000000000000♠−30.7 i luminoznost 7040400000000000000♠4×10⁴⁰ vata; drugim riječima, sjaji 140 bilijuna puta jače od Sunca i po tome je jedan od najsjajnijih objekata u svemiru.

TON 618, poput ostalih kvazara, sadrži spektar emisijskih linija, nastalih zbog hladnijih plinova udaljenijih od akrecijskog diska, u području širokih linija. Veličina područja širokih linija može se izračunati na temelju sjaja zračenja koje osvjetljuje kvazar. Shemmer i suautori koristili su se emisijskim linijama N_V i C_IV kako bi izračunali širinu linijskog spektra H_β barem 29 kvazara, među kojima je bio i TON 618, da bi izmjerili brzine akrecije, a time posredno i mase središnje crne rupe.

Otkriveno je da su emisijske linije u spektru kvazara TON 618 neobično široke, što upućuje na to da plin putuje vrlo brzo; poluširina kvazara najveća je od njih 29, s naznakama da privučeni materijali dosežu brzinu od 10,500 km/s prema izravnoj mjeri linijskog spektra H_β, što upućuje na jaku gravitacijsku silu. Tim se postupkom masa crne rupe u središtu kvazara procijenila na 66 milijardi M_☉. To se smatra najvećom zabilježenom masom za takav objekt – nadilazi ukupnu masu svih zvijezda Mliječne staze, koja iznosi 64 milijardi M_☉, i 15.300 puta je veća od crne rupe pod nazivom Strijelac A*, koja se nalazi u središtu Mliječne staze i kojoj masa iznosi tek 4 milijuna M_☉, a širina 17☉. Zbog tako velike mase TON 618 mogao bi se klasificirati kao ultramasivna crna rupa. Schwarzschildov polumjer crne rupe te mase iznosi 1300 astronomskih jedinica (0,194 milijardi kilometara; 2,06 x 10^-5 svjetlosnih godina), što je otprilike šezdeset puta veća udaljenost od udaljenosti Plutona i Sunca. Drugim riječima, toj veličini odgovara 283.000 Sunčevih polumjera.

Godine 2019. Xue Ge i ostali u svojem su se izračunu služili emisijskom linijom C IV umjesto H_β te istim podacima iznesenim u ranijem Shemmerovu radu i otkrili su da manja relativna brzina okolnog plina iznosi 7006276100000000000♠2,761±423 km/s, što upućuje na to da crna rupa u središtu ima manju masu i da iznosi 40,7 milijardi M_☉, što je znatno manje od prvotne procjene. Kako Schwarzchildov polumjer raste proporcionalno s masom crne rupe, prema tom bi izračunu obzor događaja bio veličine 800 astronomskih jedinica (120 milijardi kilometara; 0,0127 svjetlosnih godina), što je otprilike četrdeset puta veća udaljenost od one između Plutona i Sunca.

Evolucijski modeli koji se temelje na revidiranoj masi (super/ultra)masivne crne rupe kvazara TON 618 predviđaju da će postojati otprilike 7099130000000000000♠1.3×10⁹⁹ godina (gotovo do kraja doba crnih rupa u svemiru, kad bude 10⁸⁸ puta stariji nego sad), kada će nestati zbog Hawkingova zračenja.

Hawkingovo zračenje jest proces u kojem crne rupe gube zanemarivu količinu mase u bilo kojem trenutku. Kad masa uđe u crnu rupu, ispušta se sitan dio mase crne rupe i s njim se gubi manja količina njezine energije. U nepojmljivo dugim razdobljima (7067100000000000000♠1×10⁶⁷ godina kad je riječ o zvjezdanim crnim rupama i 7100100000000000000♠1×10¹⁰⁰ godina kad je riječ o najvećim mogućim crnim rupama) crne rupe vjerojatno će eksponencijalno izgubiti sve više mase, a potom ispariti i potencijalno dramatično eksplodirati.

Lyman-alfa-maglica

Pogreška pri izradbi sličice:

Računalno simuliran pogled na Lyman-alfa-mrlju izbliza. Sličan je plinski oblak i u kvazaru TON 618.

Od osamdesetih godina 20. stoljeća TON 618 opisuje se kao Lyman-alfa-emiter. Te emitere obilježava znatna emisija linije Lyman-alfa, ultraljubičaste valne duljine koju emitira neutralni vodik. Međutim, takve je objekte iznimno teško proučavati jer liniju Lyman-alfa uvelike apsorbira Zemljina atmosfera, čime se proučavanje Lyman-alfa-emitera ograničava samo na one s velikim crvenim pomakom. TON 618 zbog svoje je luminozne emisije zraka Lyman-alfa i velikog crvenog pomaka jedan od najvažnijih objekata u proučavanju Lyman-alfa-šuma.

Godine 2021. opservacijama astronomskog interferometra Atacama Large Millimeter Array otkriveno je da je izvor Lyman-alfa zračenja u kvazaru golemi plinski oblak koji okružuje kvazar i galaktiku u kojoj se nalazi. Zbog toga se može smatrati Lyman-alfa-mrljom (eng. Lyman-alpha blob – {{{prijevod}}}

eng. Lyman-alpha blob – {{{prijevod}}} , LAB), jednim od najvećih objekata takve vrste.

Te mrlje tvori velika nakupina plinova ili maglica koji se također smatraju Lyman-alfa-emiterima. Ti golemi oblaci veličine galaktika neke su od najvećih poznatih maglica; pojedine mrlje identificirane početkom 21. stoljeća dosežu širinu od barem nekoliko stotina tisuća svjetlosnih godina.

Polumjer goleme Lyman-alfa-maglice iznosi barem 100 kiloparseka (330.000 svjetlosnih godina), što je triput više od veličine Mliječne staze. Maglicu tvore dva dijela: unutrašnji molekularni odljev i prostrani hladni molekularni plin u cirkumgalaktičkom mediju, s masama od po 50 milijardi M_☉ i oba su usklađena s relativističkim mlazom koji stvara središnji kvazar. Ekstremno zračenje iz kvazara toliko pobuđuje vodik u maglici da jarko svijetli na liniji Lyman-alfa, što je u skladu s podatcima pribavljenim proučavanjem ostalih mjehura pogonjenih svojim galaktikama. Kako su i kvazari i mrlje prethodnici današnjih galaktika, proučavanje kvazara TON 618 i njegove goleme mrlje pomažu objasniti kako se goleme galaktike razvijaju, konkretnije njihovu ionizaciju i rane stadije razvoja.