En grupp forskare under ledning av Paula Sánchez-Sáez, doktorand vid Institutionen för astronomi vid Universidad de Chile, lyckades fastställa att variationshastigheten i ljuset som emitteras av material som sväljs av supermassiva svarta hål i kärnor i aktiva galaxer bestäms av ackumuleringshastigheten, det är, hur mycket de "äter".

"Ljuset som släpps ut av materialet som faller (dess ljusstyrka) förändras mycket över tiden, utan ett stabilt mönster, så vi säger att de visar variation. Vi vet att det varierar, men vi vet fortfarande inte klart varför. Om man observerar andra objekt, såsom stjärnor eller galaxer utan aktiva kärnor, deras ljusstyrka är konstant över tiden, men om vi tittar på galaxer med aktiva kärnor stiger och faller deras ljusstyrka, och är helt oförutsägbar. Vi studerade hur amplituden för denna variation i det utsända ljuset (eller i enkla ord, variabelns amplitud) är relaterad, med den genomsnittliga ljusstyrkan från AGN, massan av det supermassiva svarta hålet, och AGN -ackresionshastigheten (vilket motsvarar hur mycket material det svarta hålet förbrukar på ett år). Resultaten av vår analys visar att, tvärtemot vad man trodde, den enda viktiga fysiska egenskapen som förklarar variabelns amplitud är AGN -ackresionshastigheten, ”förklarar den unge forskaren.

Studien fastställde att det bara finns en fysisk egenskap som kan förutsäga variationen hos dessa objekt:ackumuleringsgraden. "Det här är inget annat än hur mycket material som faller ner i det här supermassiva svarta hålet. Så om det är på en diet, eller om det sväljer mycket eller om det inte passar längre i munnen ... som avgör om de varierar mycket eller lite. Och det vi upptäcker är att ju mindre de sväljer, ju mer de varierar, "förklarar Paulina Lira, en akademiker från Institutionen för astronomi vid Universidad de Chile, och en forskare vid CATA Center for Excellence in Astrophysics.

För Paula Sánchez-Sáez, första författaren till studien, vikten av denna upptäckt är att försöka belysa vad som är den fysiska mekanismen bakom denna variation, en av de mest inneboende egenskaperna hos de aktiva galaktiska kärnorna. "Resultaten som erhållits i denna studie utmanar det gamla paradigmet att amplituden för AGN -variabiliteten huvudsakligen berodde på AGN:s ljusstyrka. Detta trodde man eftersom mätning av massan av svarta hål inte alltid är möjlig. så mätningen av ackrediteringshastigheter kunde bara göras exakt för ett fåtal objekt, men med SDSS -data var det möjligt att mäta dessa fysiska egenskaper för ett prov i storleksordningen 2, 000 föremål, som också observerades av QUEST-La Silla AGN Variability Survey. Dessutom, från vår variabilitetsundersökning, vi kunde få ljuskurvor av mycket bra kvalitet för ett stort urval av föremål, så att vi kunde studera variabiliteten för varje objekt oberoende, vilket inte var möjligt tidigare för ett stort urval av AGN. Genom att kombinera det faktum att vi hade exakta mätningar av AGN:s fysiska egenskaper, förutom en bra karakterisering av variationen hos enskilda AGN, vi skulle kunna avgöra att den huvudsakliga faktorn som bestämmer variabelns amplitud är ackumuleringsfrekvensen, eller med mer tekniska ord Eddington -förhållandet, " hon säger.

Data som används i detta arbete kommer från två källor. För variabilitetsanalysen använde de data från QUEST-La Silla AGN Variability Survey (ledd av Paulina Lira), som genomfördes mellan 2010 och 2015, observera 5 extragalaktiska fält. För studier av de fysiska egenskaperna hos AGN, de använde offentlig spektral data från Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

I framtiden, forskarna kommer att försöka studera tidsskalan för variation av dessa aktiva galaktiska kärnor. "En annan mycket viktig egenskap är dessa objekts tidsskala. För att mäta den här egenskapen exakt måste vi ha ljuskurvor med en täckning på mer än 10 år. Så vi måste vänta tills framtida undersökningar, såsom Large Synoptic Survey Telescope (LSST), ge mer fotometrisk data, så att vi kan kombinera dessa data med våra data från QUEST-La Silla AGN-variabilitetsundersökningen för att förlänga våra ljuskurvor till en ordning på 20 år, säger Paula.