קוואזרים ממשיכים להעסיק אסטרונומים למעלה מחמישים שנה לאחר גילויים. עם זאת, למרות שהאסטרונומים עדיין לא הבינו לחלוטין את מקור האנרגיה שלהם, הם יכולים להסתייע בקוואזרים לצורך בדיקות קוסמולוגיות של החומר הנמצא במרחבי היקום. אם נניח שקוואזרים נמצאים במרחקים עצומים, הנקבעים על ידי ההיסט שלהם לאדום, נוכל להתייחס אליהם כאל פנסים חזקים המאירים את מרחבי היקום. כל קוואזר בהיר ומרוחק מאפשר ניסוי אסטרופיזיקלי שונה.
באדיבות teachastronomy
עדשות כבידה יכולות להשפיע על האור המגיע מקוואזרים מרוחקים. מבין מאות אלפי קוואזרים הידועים כיום, יש רק כמאה, פחות או יותר, בעלות דמויות מרובות. העדשות הגורמות לפיצול התמונה הן גלקסיות אליפטיות בכ -90% מהמקרים וגלקסיות ספירליות ב-10% מהמקרים הנותרים. תוצאה זו צפויה, כי רק גלקסיה צפופה מאוד יכולה להטות את האור באופן ניכר, גלקסיות אליפטיות הן צפופות ביותר. המחקר של עדשות הכבידה חשף את המאפיינים של גלקסיות אליפטיות בהיסטים אדומים של z = 0.5 עד z = 1.5. עדשות כבידתיות חושפות שגלקסיות אליפטיות רחוקות עטופות בהילות העשויות מחומר אפל, בדיוק כפי שנמצא ביקום הקרוב לשביל החלב.
עדשות כבידה הן כלים מרתקים לחקר היקום הרחוק. כל מערכת היא כמו ניסוי אופטי בקנה מידה קוסמי. נזכיר כאן יישום מעניין במיוחד. הספק האור של רוב הקוואזרים משתנה. אם יש לקוואזר דמויות רבות, אזי האור מכל דמות יגיע לכדור הארץ בזמן שונה. השינוי יראה תחילה בדמות שהאור שלה הוסט מעט – ומסלולו מקביל לנתיב הקצר ביותר בין הקוואזר לכדור הארץ. השינוי בדמות שתראה האחרונה נובע מאורך המסלול של אור, שהוסט הכי הרבה. בעזרת מודל טוב המתאר את גיאומטריה של כוח הכבידה, האסטרונומים יכולים להשתמש בהפרשי הזמן (Δt) כדי למדוד את ההבדל באורך מסלול האור בין שתי תמונות (cΔt). זוהי מדידה ישירה של קנה המידה של היקום, שאינו תלוי בשרשרת הרגילה של החשיבה, הקשורה לקביעת קבוע האבל. קבוע האבל שנמדד באמצעות עדשות כבידה עולה בקנה אחד עם קבוע האבל הנמדד באמצעות Cepheids, כמחווני מרחק. זהו אישור בולט לתמונה הבסיסית של היקום המתפשט.
באדיבות teachastronomy
קוואזרים יכולים לשמש גם בדיקות של מבנה היקום באמצעות מדידה של קווי הבליעה. הקוואזר יוצר אור הנע במשך מיליארדי שנים טרם הגיעו לכדור הארץ. אם האור הזה חולף דרך, גלקסיה או ענן גז הנמצאים לאורך הדרך, אורך הגל שייקלט תלוי בהיסט לאדום של חומר זה. ישנם שני סוגים של קווי בליעה. סוג אחד נגרם על ידי יסודות כבדים כמו פחמן, מגנזיום וסיליקון, שמקורם בדיסקים ובהילות של גלקסיות רגילות. סוג אחר מורכב מקווי מימן, המייצג ענני גז שלא עברו בליבות כוכבים, ונותרו מראשית היקום. מיקום קווי הבליעה בספקטרום קוואזר מייצגים מפה של הסטים לאדום. בהנחה שהיסטים קוסמולוגיים לאדום, נובעים מהתפשטות היקום, אנו יכולים להמיר היסט לאדום למרחק ולהפיק מפה המשתרעת על פני מיליארדי שנות אור מכדור הארץ. ניתן לעקוב אחר האבולוציה הכימית של הילה בגלקסיות שונות על ידי מדידת התכונות של בליעה, באמצעות קווים של כמה יסודות שונים, עבור z = 5 (מאחר ואור גלקסיה ממוצעת בעלת היסט לאדום שכזה הוא קלוש מאוד, מחקר ישיר שלהן הוא בלתי אפשרי).
יישום נוסף של בליעת אור קוואזרים הוא לימוד המאפיינים של החומר הנמצא בדרכו של האור. שימו לב כי קו ראייה יחיד יכול רק להניב אשכולות חד-ממדיים, אבל זוהי רק התחלה. בעזרת נתונים אלה, האסטרונומים קובעים אם קווי הבליעה מוסחים באופן אקראי לאדום או אם שהם נמצאים בצבירים עם הפרדות קטנות באורך גל? על ידי שילוב של קווי ראייה, אסטרונומים יכולים לשחזר את גודלו וצורתו של החומר הבולע את אור הקווזרים בשלושה ממדים. כדי להשתמש באנלוגיה, מסוכנת במידה מסויימת, דמיינו קוסם המסתייע בהטלת סכינים לתוך קופסה סגורה כדרך לקבוע מה (או מי) נמצא בתוכה.
קיימות עדויות לכך שבליעת האור ע"י יסודות כבדים, הקשורים בהילות הגלקסיות, מקובצים בקנה מידה עצומים של 10 עד 20 MPC, ומספקים נתונים ייחודיים על מבנה היקום בקנה מידה גדול, בשל הסחה חזקה לאדום. לעומת זאת, הבליעה בקווי המימן מעידה שעננים אלה אינם מקובצים בחלל ואינם נראים כקשורים לגלקסיות רגילות. אסטרונומים משערים כי גז זה עשוי לייצג פסולת שנותרה מהיווצרות גלקסיות. בעזרת קווי ראייה רבים של קוואזרים אסטרונומים מצליחים להעריך את המסה הכוללת של המימן במרחב הבין גלקטי. התוצאה מרשימה וחשובה להבנת קוסמולוגית היקום: יש יותר מימן מפוזר וחם במרחב שבין גלקסיות מאשר בכל הגלקסיות עצמן. טכניקת קווי הבליעה רגישה להפליא. ניתן לזהות כמות מסה קטנה, של כמאה מסות שמש של מימן קר, במרחק של 10 מיליארד שנות אור! טלסקופים חדשים גדולים מאפשרים לאסטרונומים להשתמש בקווי הבליעה כדי ללמוד על מבנה היקום הרחוק.
Author: Chris Impey