Quasar
Een quasar (Engelse afkorting voor quasi-stellar radio source), is een astronomisch object, dat in optische telescopen op een ster lijkt (dat wil zeggen een puntbron is), maar een zeer hoge roodverschuiving heeft en zich dus op zeer grote afstand van miljarden lichtjaren bevindt. Vanwege deze afstand en de eindige snelheid van het licht zien wij quasars zoals ze er miljarden jaren geleden, toen het heelal nog jonger was, uitzagen.
Dat de straling van quasars ondanks deze enorme afstand goed waarneembaar is, betekent dat ze enorm helder moeten zijn. De absolute helderheid van quasars, die overeenkomt met de energie die 1000 of meer sterrenstelsels tesamen uitstralen, maakt ze tot de helderste objecten in het universum. Alleen kortdurende fenomenen zoals gammaflitsen en supernovae zijn soms nog helderder. De eigenlijke omvang van een quasar is daarentegen veel kleiner dan een enkel melkwegstelsel.
Sommige quasars tonen namelijk helderheidsvariaties op korte tijdschalen, wat betekent dat ze intrinsiek klein van afmeting zijn. Een object kan namelijk niet sneller van helderheid veranderen dan licht er over doet om van de ene naar de andere kant te reizen. De afmeting van een quasar die varieert op tijdschalen van een paar weken kan dus niet groter zijn dan een paar lichtweken.
De eerste quasars werden ontdekt als sterke radiobronnen in de jaren 1950. Het eerste spectrum van een quasar (het helderste quasar, 3C273), dat hun grote afstand verraadde, werd in 1963 verkregen, door Maarten Schmidt, een Amerikaanse astronoom van Nederlandse afkomst. Achteraf blijken ze al op fotografische platen uit de 19e eeuw te staan, echter zonder als bijzonder object herkend te zijn. Een tweede, kleinere groep objecten, die sterk met quasars verwant zijn, zijn QSO's (quasi-stellar object). In zichtbaar licht zijn ze vergelijkbaar, maar QSO's zenden geen ongewoon hoge hoeveelheid radiostraling uit. Deze objecten heten daarom ook wel 'radiostille quasars'.
Er zijn op dit moment meer dan 60.000 quasars bekend. Lijnen in de spectra van alle waargenomen quasars tonen een aanzienlijke roodverschuiving, van 0.06 tot het recent gevonden maximum van 6.4. Alle bekende quasars bevinden zich dus ver van ons vandaan: de dichtstbijzijnde staat op een afstand van 240 Mpc (780 miljoen lichtjaar), de verste op een afstand van 4 Gpc (13 miljard lichtjaar). De meeste quasars bevinden zich meer dan 1 Gpc van ons vandaan.
Men gaat ervan uit dat het hart van een quasar gevormd wordt door een superzwaar zwart gat, gelegen in het centrum van een actief sterrenstelsel, dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Rond het zwarte gat vormt zich een accretieschijf, een afgeplatte, rondwervelende schijf van materie, waarin door botsingen de materie voortdurend wordt afgeremd. Door de wrijving wordt het materiaal verhit terwijl het het zwarte gat steeds dichter nadert, totdat het er uiteindelijk invalt. Voordat de materie in het gat valt, zendt het grote hoeveelheden straling uit. Loodrecht op het vlak van de schijf wordt materie met grote snelheid het heelal in geschoten, en vormt daardoor twee zogenaamde 'jets' (straalstromen).
De helderst bekende quasar is 3C 273, te vinden in de richting van het sterrenbeeld Maagd. 3C 273 heeft een lichtkracht (absolute helderheid) van ongeveer 2 biljoen (2×10¹²) maal die van de zon, oftewel 100 maal die van een flink sterrenstelsel zoals onze Melkweg. Quasars zenden niet alleen zichtbaar licht uit: ze stralen energie uit over het hele electromagnetische spectrum — van radiogolven, via infrarood, optische en ultraviolet licht, tot en met röntgenstraling, en zelfs gammastraling. De meeste quasars zijn echter het helderst in het infrarood.
De reden dat quasars veel voorkomen in het vroege heelal, en op nabijere afstanden zeldzaam of afwezig zijn, is waarschijnlijk dat na verloop van tijd het gas uit de directe omgeving van het zwarte gat is verdwenen; de "brandstof" voor het zwarte gat is op. Om de energie vrij te maken die een gemiddelde quasar uitstraalt moet een supermassief zwart gat minimaal het equivalent van 10 zonsmassa's per jaar aan materie op slokken. Men denkt dat quasars typisch niet meer dan ongeveer 10 miljoen jaar aan één stuk "aan" zijn. De kernen van de meeste grote melkwegstelsels in het tegenwoordige heelal herbergen nog wél het supermassieve zwarte gat. Wellicht heeft zelfs onze Melkweg ooit een quasarstadium doorgemaakt.
