Kvazar
Kvazar (eng. quasar - dolazi od riječi quasi-stellar radio source) je nebesko tijelo koji prividno izgleda kao obična zvijezda s vrlo izraženim pomakom prema crvenom dijelu spektra. Znanstvenici se slažu da je uzrok tog pomaka isključivo kozmološke prirode, rezultat Hubbleovog zakona prema kojem kvazari moraju biti vrlo udaljena nebeska tijela koja zrače desetke puta više energije nego obične galaksije. Smatra se da su u pitanju jezgre aktivnih galaksija ranog svemira.
Neki kvazari pokazuju brze promjene u jakosti svojeg sjaja, što upućuje na činjenicu da su malih dimenzija. Prema trenutno dostupnim podacima, najveći zabilježeni crveni pomak nekog kvazara doseže 6.4 što je vrlo važno svojstvo, jer upućuje na iznimnu udaljenost. Kozmološkim proračunima se ustvrdilo da najstariji kvazari po svojem vremenu postanka odgovaraju vremenu početka formiranja galaksija.
Promatrano sa Zemlje, u optičkom dijelu spektra kvazari su slaboga sjaja. No, njihov crveni pomak ukazuje da se nalaze na velikim udaljenostima, te da su intrinsično najsjajniji objekti u svemiru. Trenutno najsjajniji poznati kvazar je 3C 273 u zviježđu Djevice. Njegova srednja prividna magnituda je 12.8 (gledana kroz teleskop), a apsolutna magnituda −26.7. Kada bi ovaj objekt bio na udaljenosti od 10 parseka, bio bi otprilike jednakog sjaja kao i Sunce. Dakle, luminozitet ovog kvazara je otprilike 2x10¹² puta veći od luminoziteta našeg Sunca, ili oko 100 puta veći od ukupne svjetlosti prosječne velike galaksije kao što je Mliječna staza.
Kada je otkriven, smatralo se da kvazar APM 08279+5255 ima apsolutnu magnitudu −32.2. Promatranja s visokom rezolucijom pomoću Svemirskog teleskopa Hubble i 10-metarskog Keck teleskopa otkrila su da se radi o sustavu gravitacijske leće. Pojačanje pomoću gravitacijske leće u ovom sustavu je ~10 puta. Unatoč tome, kvazar je još uvijek puno sjajniji od obližnjih kvazara kao što je 3C 273. Za HS 1946+7658 se smatralo da ima apsolutnu magnitudu −30.3, ali se i u njegovom slučaju pokazalo da je sjaj pojačan pomoću gravitacijske leće.
Luminozitet kvazara može varirati na vremenskoj skali od nekoliko mjeseci, tjedana, dana ili sati. To je navelo znanstvenike da smatraju da je izvor energije kvazara malih dimenzija. Da bi promjene luminoziteta bile koordinirane, svaki dio kvazara mora biti u kontaktu sa ostalim dijelovima na istim tim vremenskim skalama. Na primjer, kvazar čiji luminozitet varira na skali nekoliko tjedana ne može biti dimenzija većih od nekoliko svjetlosnih tjedana.
Kvazari i aktivne galaksije imaju mnoga zajednička svojstva. Zračenje nije termalno, neki posjeduju emisiju iz mlazova i režnjeva. Može ih se opažati u gotovo svim područjima elektromagnetskog spektra: radio, infracrvenom, optičkom, ultraljubičastom, području X-zračenja, pa čak i u području gama-zraka.
Budući da kvazari i aktivne galaksije dijele mnoga zajednička svojstva, mnogi su znanstvenici uspoređivali njihovu emisiju. Najvjerojatnije objašnjenje kvazara je da njihova energija dolazi od supermasivne crne rupe. Da bi se stvorio luminozitet 1040 W (prosječni sjaj kvazara), supermasivna crna rupa mora konzumirati količinu materijala ekvivalentnu masi 10 Sunca godišnje. Najsjajniji poznati kvazari konzumiraju 1000 sunčevih masa materijala svake godine. Smatra se da se kvazari 'upale' i 'ugase' ovisno o njihovom okolišu. Jedna posljedica utjecaja okoliša je da se kvazari ne mogu hraniti tom brzinom 10 milijardi godina, što je ujedno i objašnjenje zašto nema kvazara u našoj neposrednoj blizini. U ovoj teoriji, nakon što kvazar konzumira sav plin i prašinu u svojoj okolini, on postaje obična galaksija.
Kvazari nam pružaju i nešto informacija o završetku reionizacije. U spektrima najstarijih kvazara (z>4) vidi se Gunn-Peterson efekt—jasno su vidljiva apsorpcijska područja koje ukazuju da je međugalaktički medij u to vrijeme bio u većoj mjeri neutralan nego danas. Bliži (dakle mlađi) kvazari nemaju takva apsorpcijska područja u svom spektru, već pokazuju nazubljena područja poznata kao Lyman-alpha šuma. To ukazuje na reionizaciju međugalaktičkog medija i zadržavanje neutralnog vodika samo u malim oblacima.
Još jedno zanimljivo svojstvo kvazara je da u njihovim spektrima vidimo dokaze postojanja elemenata težih od helija. To znači da su galaksije između vremena Velikog Praska i vremena najstarijih kvazara koje vidimo, prošle fazu intenzivnog stvaranja zvijezda, sa zvijezdama populacije III. Ako se ne pronađu zvijezde populacije III, morati će se pronaći drugi mehanizam stvaranja teških elemenata (za sada nije pronađena alternativa). Moguće je da je svjetlost sa zvijezda populacije III već viđena pomoću NASA-inog Spitzer Svemirskog Teleskopa, iako ta interpretacija krajem 2005. godine još nije potvrđena.
