Por que todos os quasares estão tão longe?

Por que todos os quasares estão tão longe?

Se o universo é homogêneo, poderíamos esperar uma distribuição homogênea de quasares, mas todos parecem estar longe da Terra. Por que é que?

A discussão do Princípio Cosmológico acima é muito relevante, mas é possível que seja uma aplicação (fraca) do princípio antrópico - em outras palavras, se estivéssemos em uma região de fenômenos físicos extremamente energéticos, como quasares, estaríamos improvável que exista - pois as evidências sugerem que o desenvolvimento de uma vida inteligente leva um tempo considerável e é provável que eventos altamente energéticos atrapalhem isso.

Existem essencialmente duas razões.

Primeiro, os quasares são objetos raros, portanto, embora estejam distribuídos homogeneamente em grandes escalas, a distância média é grande. Além disso, os quasares mais brilhantes são ainda mais raros, mas visíveis a grandes distâncias; portanto, sua distância média é ainda maior.

Segundo, a maioria dos quasares foi mais ativa no desvio para o vermelho . Pensa-se que isso ocorra porque a atividade quasar é desencadeada por fusões de galáxias, que trazem gás para os centros galácticos, para que os buracos negros supermassivos possam ser alimentados. As fusões de galáxias e a formação de estrelas atingiram o pico em z ∼ 2 .$z\sim2$$z\sim2$

Finalmente, há algum viés no sentido de que os astrônomos estão procurando o mais distante (e, portanto, o mais antigo) dos objetos, porque são mais interessantes do que objetos próximos quando se trata de aprender sobre a história da formação do universo.

Você tropeçou em uma observação profunda e quase captou uma de suas conseqüências mais importantes.

Existem duas formas do chamado princípio cosmológico. Há o princípio cosmológico mais limitado , que parafraseando, diz que o universo parecerá o mesmo em todas as direções para qualquer observador em qualquer lugar do universo ao mesmo tempo (isto é, na mesma época cosmológica). Há também um perfeito Princípio Cosmológico , que diz que o universo é homogêneo e isotrópico em tanto espaço e tempo.

O Princípio Cosmológico Perfeito foi o fundamento da teoria do estado estacionário do universo. No entanto, um dos mais objeções óbvias para isso foi que nós podemos ver que o universo evoluiu no tempo. Uma das primeiras realizações disso foi de fato a observação de que os quasares eram mais comuns a grandes distâncias e, portanto, mais comuns no passado.

Assim, essa observação nos diz que as características do universo estão mudando com o tempo e, portanto, que o princípio cosmológico perfeito está incorreto.

Enquanto isso, o Princípio Cosmológico mais limitado permanece. Apenas afirma que tudo deve parecer o mesmo para todos os observadores em uma determinada época cosmológica; não exige que o universo tenha a mesma aparência o tempo todo e, portanto, não exige que a densidade de tipos particulares de objetos astronômicos seja constante à distância.

A atividade do quasar atingiu o pico em redshifts moderados devido aos processos de alimentação necessários dos núcleos galácticos ativos e à competição entre a atividade de fusão das galáxias ricas em gás e o resfriamento causado pela formação maciça de estrelas e feedback negativo do próprio AGN. Parece que o "ponto ideal" para fases comparativamente de curta duração da "atividade quasar" ocorre em turnos de 2 a 3, onde havia atividade significativa de fusão e transporte de gás para as regiões centrais das galáxias, mas que havia sido insuficiente tempo para esgotar completamente o gás nas galáxias com buracos negros centrais.

Havia mais gás para ser acumulado no início da história do universo. Naquela época, a maioria dos gases ainda não havia colapsado para formar estrelas, então havia mais combustível disponível tanto para a alimentação de buracos negros quanto para a formação de novas estrelas. Muito desse combustível foi posteriormente consumido na formação de estrelas durante os primeiros bilhões de anos após o big bang.

"Longe" = "muito antigo" em cosmologia.

Todos os quasares estão distantes porque todos são antigos. Estes são objetos que ocorreram quando nossa bolha do Universo era jovem. Então, quando nossos telescópios olham para o espaço, eles olham para trás no tempo e vêem muitos quasares.

São na sua maioria buracos negros gigantes que devoram gás, poeira e lixo cósmico, dos quais havia muitos naquela época perto desses buracos negros. Depois de aspirar o ambiente, eles se acalmam e os quasares basicamente se apagam.

Essencialmente, não há quasares se formando em nosso tempo. Portanto, não há quasares visíveis nas proximidades.