Bár már ötven éve ismertek a kvazárok, de még mindig vannak tisztázásra váró alapvető kérdések. (Ezek nagyrésze tapasztalatom szerint egyébként pont olyan, amelyek a családi étkezőasztalnál folytatott ismeretterjesztő beszélgetések alkalmával a laikusokban is egyből felmerülnek). Az egyik ilyen rejtély, hogy miért vannak rádióhalk és rádióhangos kvazárok. Pár hete jelent meg az arXiv preprint szerveren egy ezzel a problémával foglalkozó (az Astrophysical Journal Supplement Series-ben közlésre elfogadott) cikk Kellermann és munkatársaitól.
Ha nem lenne egyértelmű a rövid felvezetésből, a cikk íróinak sem sikerül egyértelműen választ találni a kérdésre, de nagyon jól összefoglalják, milyen ötletek merültek fel eddig és most mit tudunk (és mit nem). Kedzetben úgy tűnt, hogy az optikai tartományban kiválasztott kvazárokat két különálló csoportra, rádióhangos és rádióhalk kvazárokra lehet osztani. Igazából napjainkban is elterjedt, hogy bizonyos rádió- és optikai hullámhosszakon (ezek általában 6 cm és 4400 Ångström) mért fluxussűrűség arányával jellemezzük egy objetkum rádióhangosságát. Általában a választóvonalat 10-nél szokás meghúzni. (Ennek az eljárásnak több hátulütője is van, például a kvazárok jelentős változékonysága miatt, ideális esetben jó lenne, ha az optikai és rádió mérés szimultán történne.) Mindenesetre legalább annyi kutatás mutatta azt, hogy az adott vizsgált minta nagyrésze vagy a 10-nél nagyobb vagy a 1-nél kisebb hányadost mutató csoportba osztható és csak elvétve található a két érték közötti számmal leírható forrás, mint amennyi azt bizonyította, hogy folytonos eloszlás figyelhető meg.
Azonban nem mindegy honnan ered a rádiósugárzás, hiszen csillagontó galaxisokból is megfigyelhető jelentős mennyiségű rádiósugárzás, ami viszont nem a központi szupermasszív fekete lyukból, hanem az anya-galaxisban található szupernóvamaradványokból származik. Hogy ez utóbbiak ne zavarjanak bele a rádióhangos-rádióhalk statisztikába, a galaxis infravörös sugárzását érdemes megvizsgálni. Ha ugyanis a galaxisban ténylegesen jelentős mennyiségű csillagkeletkezés zajlik, akkor azt az infravörös tartományban is észlelni lehet (illetve ott lehet csak igazán). Sőt az ebben a tartományban mért fényességből a rádiótartományban várható sugárzás egyszerűen megkapható. Ha ennél jóval több rádiósugárzást mérünk, akkor annak az aktív galaxismagból kell származnia. Felmerült, hogy a rádiótartományban elkülöníthető két csoport meglétének oka az is lehet, hogy míg a rádióhalk kvazárokban a csekély megfigyelt rádiósugárzás csak a csillagkeletkezésből származik, a rádióhangos forrásoknál kizárólag az AGN-ből. Azonban ez is tévesnek bizonyult: sok rádióhalk kvazár esetén a mégoly csekély rádiósugárzást sem képes az adott galaxisra jellemző csillagkeletkezési ráta magyarázni, a rádiósugárzás itt is az AGN-ből, a jetből, származik.
A rádióhangos, rádióhalk különválasztást lehet adott hullámhosszon mért luminozitás alapján is definiálni. Így a 6 cm-es hullámhosszonn mért luminozitás alapján nagyjából 1023 - 1024 W/Hz környékén húzodik egy határ. Ez alatt az érték alatt a csillagkeletkezés járul hozzá jelentősen a megfigyelt rádiósugárzáshoz, míg efölött az AGN. De ha ez így igaz, akkor sem ad választ arra a kérdésre, hogy miben mások azok az AGN-ek amelyekben a központi fekete lyuk aktivitásához kapcsolódik rádiósugárzás, azoktól amelyikekben nem.
Az alábbi ötletek merültek fel eddig:
Mindazonáltal, ahogy fejlődik a technika egyre érzékenyebb műszerek állnak rendelkezésünkre, úgyhogy egyre halványabb rádiósugárzó AGN-eket tudunk megfigyelni. Így remélhető, hogy a rádióhalk/rádióhangos rejtélyt sikerül majd ezt a nagyobb mintát tanulmányozva megoldani.
Azonban nem mindegy honnan ered a rádiósugárzás, hiszen csillagontó galaxisokból is megfigyelhető jelentős mennyiségű rádiósugárzás, ami viszont nem a központi szupermasszív fekete lyukból, hanem az anya-galaxisban található szupernóvamaradványokból származik. Hogy ez utóbbiak ne zavarjanak bele a rádióhangos-rádióhalk statisztikába, a galaxis infravörös sugárzását érdemes megvizsgálni. Ha ugyanis a galaxisban ténylegesen jelentős mennyiségű csillagkeletkezés zajlik, akkor azt az infravörös tartományban is észlelni lehet (illetve ott lehet csak igazán). Sőt az ebben a tartományban mért fényességből a rádiótartományban várható sugárzás egyszerűen megkapható. Ha ennél jóval több rádiósugárzást mérünk, akkor annak az aktív galaxismagból kell származnia. Felmerült, hogy a rádiótartományban elkülöníthető két csoport meglétének oka az is lehet, hogy míg a rádióhalk kvazárokban a csekély megfigyelt rádiósugárzás csak a csillagkeletkezésből származik, a rádióhangos forrásoknál kizárólag az AGN-ből. Azonban ez is tévesnek bizonyult: sok rádióhalk kvazár esetén a mégoly csekély rádiósugárzást sem képes az adott galaxisra jellemző csillagkeletkezési ráta magyarázni, a rádiósugárzás itt is az AGN-ből, a jetből, származik.
A rádióhangos, rádióhalk különválasztást lehet adott hullámhosszon mért luminozitás alapján is definiálni. Így a 6 cm-es hullámhosszonn mért luminozitás alapján nagyjából 1023 - 1024 W/Hz környékén húzodik egy határ. Ez alatt az érték alatt a csillagkeletkezés járul hozzá jelentősen a megfigyelt rádiósugárzáshoz, míg efölött az AGN. De ha ez így igaz, akkor sem ad választ arra a kérdésre, hogy miben mások azok az AGN-ek amelyekben a központi fekete lyuk aktivitásához kapcsolódik rádiósugárzás, azoktól amelyikekben nem.
Az alábbi ötletek merültek fel eddig:
- Sok kutató szerint a fekete lyuk spinje a meghatározó tényező. A gyorsan forgó fekete lyukak rendelkeznek jetekkel, tehát ezek a rádióhangos kvazárok; a rádióhalk kvazárokban lévő szupernagy tömegű fekete lyukak nem pörögnek olyan gyorsan, így nem képesek jetet létrehozni. Napjainkban ez a leginkább elfogadott elmélet. Sajnos azonban nem igazán van rá jelentős mennyiségű megfigyelési bizonyíték. A fekete lyuk spinjének mérése nagyon bonyolult, jelenleg alig húsz AGN-ben sikerült megmérni a központi fekete lyuk perdületét, azoknál is elég jelentős bizonytalansággal.
- Időszakos aktivitás: lehetséges, hogy csak időről időre kapcsol be az AGN rádiósugárzása. Mivel látunk hatalmas (akár megaparszekes) kiterjedésű rádiógalaxisokat is, ez azt jelentené, hogy legalább tízezer, millió éves időskálán kellene változnia a rádiósugárzásnak.
- Abszorbció is felvetődött lehetőségként. Ha elnyelődés (szinkrotron önabszorpció, vagy szabad-szabad abszorpció) lenne felelős a rádióhalk kvazárok jelenlétéért, akkor annak sokkal jelentősebbnek kellene a hosszabb hullámhosszakon.
- Több vizsgálat célozta meg a kvazárok anyagalaxisát. Vajon látható-e bármilyen jelentős eltérés a rádióhangos és rádióhalk források galaxisai között. Egyelőre nem sikerült találni erre utaló jelet.
- Még a hetvenes évek végén, amikor kiderült, hogy a rádió jetek nagyrészében megfigyelt látszólagos szuperluminális (fénysebességnél gyorsabb) sebesség visszavezethető a relativisztikus nyalábolás jelenségére, tehát hogy a jetekre nagyon kis szög alatt látunk rá, felmerült, hogy a rádióhalk kvazárok esetében egyszerűen a jet jóval nagyobb szöget zár be a látóiránnyal és ezért nem észlelünk erős rádiósugárzást. Azonban rengeteg olyan rádióhangos kvazár is ismert, ahol nincsen jelentős relativisztikus nyalábolás. Úgyhogy jelenlegi ismereteink szerint ez sem magyarázhatja a kvazárok rádiósugárzásában meglévő jelentős különbséget.
Mindazonáltal, ahogy fejlődik a technika egyre érzékenyebb műszerek állnak rendelkezésünkre, úgyhogy egyre halványabb rádiósugárzó AGN-eket tudunk megfigyelni. Így remélhető, hogy a rádióhalk/rádióhangos rejtélyt sikerül majd ezt a nagyobb mintát tanulmányozva megoldani.
