Förra veckan rapporterade astronomer vid Yale University att de såg något ovanligt: ett till synes ständigt fyr från universums avstånd gick tyst. Denna relikka ljuskälla, en kvasar belägen i vår himmelregion, känd som himmelsekvatorn, blev oväntat 6-7 gånger ljusare under det första decenniet av 2000-talet. Tack vare denna dramatiska förändring i ljusstyrka har astronomer nu en enastående möjlighet att studera både livscykeln för kvasarer och galaxerna som de en gång kallade hem.
En kvasar uppstår från en avlägsen (och därför mycket gammal) galax som en gång innehöll ett centralt, roterande supermassivt svart hål - vad astronomer kallar en aktiv galaktisk kärna. Detta snurrande djur sväljer upp korpen stora mängder omgivande gas och damm, sparkade upp omgivande material och skickade det strömmande ut ur galaxen med blåsande hastigheter. Kvasarer lyser eftersom dessa forntida strålar uppnådde enorma energier och därigenom gav upphov till en ström av ljus så kraftfull att astronomer fortfarande kan upptäcka det här på jorden, miljarder år senare.
Under sin hejdag var vissa aktiva galaktiska kärnor också tillräckligt energiska för att väcka elektroner längre bort från det centrala svarta hålet. Men även i det mycket tidiga universum kunde elektroner inte tåla den typen av spänning för evigt; fysikens lagar tillåter det inte. Så småningom skulle varje elektron falla tillbaka till sitt viloläge och släppa en foton med motsvarande energi. Denna excitationscykel hände om och om igen och om igen, i regelbundna och förutsägbara mönster. Moderna astronomer kan visualisera dessa övergångar - och energierna som orsakade dem - genom att undersöka ett kvasars optiska spektrum för karakteristiska emissionslinjer vid vissa våglängder.
Men inte alla kvasarer skapas lika. Medan spektra för vissa kvasarer avslöjar många ljusa, breda utsläppslinjer vid olika energier, består andra kvasars spektra endast av den svaga, smala sorten. Fram till nu trodde vissa astronomer att dessa variationer i utsläppslinjer bland kvasarer helt enkelt berodde på skillnader i deras orientering sett från jorden; det vill säga, desto mer ansikte på en kvasar var relativt oss, desto bredare kunde utsläppslinjer astronomer se.
Men allt detta har nu kastats i fråga, tack vare vår vän J015957.64 + 003310.5, kvasaren avslöjades av teamet av astronomer på Yale. Det är faktiskt nu troligt att en kvasars mönster av utsläppslinjer helt enkelt förändras under dess livstid. Efter att ha samlat tio års spektrala observationer från kvasaren observerade forskarna dess ursprungliga ljusförändring under 2010. I juli 2014 bekräftade de att det fortfarande var lika svagt, motbevisande hypoteser som antydde att effekten helt enkelt berodde på mellanliggande gas eller damm . "Vi har tittat på hundratusentals kvasarer vid denna tidpunkt, och nu har vi hittat en som har stängts av," förklarade C. Megan Urry, studiens medförfattare.
Hur skulle det hända, frågar du? Efter att ha observerat jämförbar brist på breda utsläppslinjer i sitt spektrum, tror Urry och hennes kollegor att för länge sedan gick det svarta hålet i hjärtat av kvasaren helt enkelt på en diet. När allt kommer omkring skulle en aktiv galaktisk kärna som konsumerade mindre material generera mindre energi, vilket gav upphov till svagare partikelstrålar och färre upphetsade atomer. "Strömkällan blev bara svag," sade Stephanie LaMassa, studiens huvudutredare.
LaMassa fortsatte, "Eftersom en kvasars livscykel är en av de stora okända, är det fantastiskt att fånga en när den förändras inom en mänsklig livstid." Och eftersom kvasars livscykel beror på livscykeln för supermassiva svarta hål, kan denna upptäckt hjälpa astronomer att förklara hur de som ligger i mitten av de flesta galaxer utvecklas över tid - inklusive Skytt A *, det supermassiva svarta hålet vid mitt i vår egen Vintergatan.
"Även om astronomer har studerat kvasarer i mer än 50 år är det spännande att någon som jag, som har studerat svarta hål i nästan ett decennium, kan hitta något helt nytt", tillade LaMassa.
Teamets forskning kommer att publiceras i ett kommande nummer av The Astrophysical Journal. Här finns ett förtryck av papperet.
