Квазар что это такое


Квазары

Объекты глубокого космоса > Квазары

Квазар – активное ядро галактики на начальном этапе развития: исследование, описание и характеристика с фото и видео, мощное магнитное поле, строение и типы.

Самое интересное в науке – находить нечто необычное. Сначала ученые вообще не понимают, с чем столкнулись и тратят десятилетия, а иногда и века, чтобы разобраться в возникшем явлении. Так и было с квазаром.

В 1960-х годах земные телескопы столкнулись с загадкой. От Солнца, галактики и некоторых звезд приходили радиоволны. Но были найдены и необычные источники, ранее не наблюдавшиеся. Они были крошечными, но невероятно яркими.

Их назвали квазизвездными объектами («квазары»). Но наименование не объяснило природу и причину появления. На начальных этапах удалось лишь узнать, что они двигаются от нас на 1/3 скорости света.

Квазары – невероятно интересные объекты, потому что своим ярким сиянием способны затмить целые галактики. Это далекие формирования, подпитывающиеся от черных дыр, и в миллиарды раз массивнее Солнца.

Это иллюстрация квазара подобного APM 08279+5255, в котором было найдено огромное количество водяного пара. Скорее всего, газ и пыль формируют выступ вокруг центральной части

Первые полученные данные о количестве поступающей энергии повергли ученых в настоящий шок. Многие не могли поверить в существование подобных объектов. Скептицизм заставил их искать другое объяснение происходящему. Некоторые думали, что красное смещение не указывает на удаленность и связано с чем-то другим. Но последующие исследования отбрасывали альтернативные идеи, из-за чего пришлось согласиться, что перед нами – действительно одни из ярчайших и удивительных вселенских объектов.

Изучение началось в 1930-х годах, когда Карл Янски понял, что статистические помехи в трансатлантических телефонных линиях происходили от Млечного Пути. В 1950-х гг. ученые использовали радиотелескопы, чтобы изучить небо, и объединить сигналы с видимым наблюдением.

Удивляет и то, что источников для такого энергетического запаса у квазара не так уж и много. Наилучший вариант – сверхмассивная черная дыра. Это определенный участок в пространстве, обладающий такой сильной гравитацией, что даже световым лучам не удается вырваться за его пределы. Малые черные дыры создаются после гибели массивных звезд. Центральные по массе достигают миллиардов солнечных. Удивляет еще один момент. Хотя это невероятно массивные объекты, по радиусу могут достигать Солнечной системы. Никто не может понять, как формируются такие сверхмассивные черные дыры.

Иллюстрация квазара и черной дыры, похожей на APM 08279+5255, где было замечено много водяного пара. Скорее всего, пыль и газ формируют тор вокруг черной дыры

Вокруг черной дыры вращается огромное газовое облако. Как только газ оказывается в черной дыре, его температура поднимается до миллионов градусов. Это заставляет его создавать тепловое излучение, делая квазар таким ярким в видимом спектре, как и в рентгеновском.

Но есть граница, именуемая пределом Эддингтона. Этот показатель зависит от массивности черной дыры. Если попадает большое количество газа, то создается сильное давление. Оно притормаживает газовый поток, сохраняя яркость квазара ниже черты Эддингтона.

Вам нужно понимать, что все квазары удалены от нас на значительные дистанции. Самый близкий расположен в 800 миллионах световых лет. Так что, можно сказать, что в современной Вселенной их уже не осталось.

Что с ними случилось? Никто точно не знает. Но, если основываться на источнике питания, то, скорее всего, все дело в том, что запас топлива подошел к нулю. Газ и пыль в диске закончились, и квазары не могли больше светить.

Квазары - Дистанционные огни

Если мы говорим о квазаре, то следует объяснить, что такое пульсар. Это быстро вращающаяся нейтронная звезда. Она создается в процессе разрушения сверхновой, когда остается сильно уплотненное ядро. Его окружает мощное магнитное поле (превышает земное в 1 триллион раз), которое заставляет объект вырабатывать заметные радиоволны и радиоактивные частицы из полюсов. Они вмещают в себя разнообразные типы излучения.

Гамма-пульсары воспроизводят влиятельные гамма-лучи. Когда нейтронный тип поворачивается к нам, мы замечаем радиоволны всякий раз, когда на нас указывает один из полюсов. Это зрелище напоминает маяк. Этот свет будет мелькать с разной скоростью (влияют размер и масса). Иногда случается так, что у пульсара появляется двоичный спутник. Тогда он может вторгаться в материю компаньона и учащать свое вращение. В быстром темпе способен пульсировать 100 раз в секунду.

Что же такое квазар?

Точного определения для квазара пока нет. Но последние сведения говорят, что квазары могут создаваться сверхмассивными черными дырами, которые поглощают вещество в аккреционном диске. С ускорением вращения она нагревается. Столкновения частичек создают большое количество света и передают его прочим формам излучения (рентгеновские лучи). Черная дыра в таком положении будет питаться веществом, равным солнечному объему за год. При этом значительное количество энергии будет выброшено из серверного и южного полюса дыры. Это называется космическими струями.

Хотя есть вариант, что перед нами молодые галактики. Так как о них известно мало, то квазар может представлять собою всего лишь раннюю стадию выброшенной энергии. Некоторые считают, что это отдаленные пространственные пункты, где новая материя поступает во Вселенную.

Природа космических радиоисточников

Астрофизик Анатолий Засов о синхротронном излучении, черных дырах в ядрах далеких галактик и нейтральном газе:

Поиск квазаров

Первый найденный квазар назвали 3C 273 (в созвездии Девы). Его нашли Т. Мэттьюс и А. Сэнджиджем в 1960 году. Тогда казалось, что он относится к 16-й звезде, подобной объекту. Но через три года заметили, что у него обнаружился серьезное красное смещение. Ученые догадались в чем дело, когда поняли, что интенсивная энергия производится на небольшой площади.

Квазар 3C 273 в созвездии Девы

Сейчас квазары находят благодаря красному смещению. Если видят, что у объекта оно высокое, то он заносится в список претендентов. На сегодняшний день их насчитывают более 2000. Главный инструмент поиска – космический телескоп Хаббла. С развитием технологий мы сможем раскрыть все тайны этих загадочных вселенских огоньков.

Световые струи в квазарах

Ученые думают, что точечные проблески – сигналы из галактических ядер, затмевающие галактики. Квазары можно найти только в галактиках, располагающих сверхмассивными черными дырами (миллиард солнечных масс). Хотя свет не способен вырваться из этого места, некоторые частицы пробиваются возле краев. Пока пыль и газ всасываются в дыру, другие частички отдаляются практически на скорости света.

Строение квазара

Большую часть квазаров во Вселенной обнаружили на отдалении в миллиарды световых лет. Не будем забывать, что у света уходит время, чтобы добраться к нам. Поэтому, изучая подобные объекты, мы как будто возвращаемся в прошлое. Многие из 2000 найденных квазаров существовали еще в начале галактической жизни. Квазары способны генерировать энергию до триллиона электро-вольт. Это больше, чем количество света всех звезд в галактике (ярче свечения Млечного пути в 10-100000 раз).

Спектроскопия квазаров

Физик Александр Иванчик об определении первичного состава вещества, космологических эпохах и измерении фундаментальных констант:

Типы квазаров

Квазары входят в класс «активных ядер галактик». Среди прочих можно также заметить сейфертовские галактики и блазары. Каждый из них нуждается в сверхмассивной черной дыре для подпитки.

Сейфертовские уступают по энергии, создавая лишь 100 кэВ. Блазары потребляют намного больше. Многие полагают, что эти три типа – один и тот же объект, нов разных перспективах. Струи квазаров текут под углом в направлении Земли, на что способны также и блазары. У сейфертовских струи не видны, но есть предположение, что их эмиссия направлена не на нас, поэтому не замечается.

Квазары демонстрируют раннюю структуру галактик

При помощи сканирования древнейших вселенских объектов, ученым удается понять, как выглядел Млечный Путь во времена своей молодости.

Атакамская большая решетка миллиметрового диапазона способна запечатлеть «младенческое» состояние галактик, подобных нашей, отобразив момент, когда звезды только родились. Это удивительно, ведь они возвращаются в период, когда Вселенная по возрасту достигала всего 2 миллиардов лет. То есть, мы буквально смотрим в прошлое.

Наблюдая за двумя древними галактиками в инфракрасных длинах волн, ученые заметили, что в раннем периоде развития присутствуют нечто, напоминающее удлиненные диски водородного газа, превосходящие намного меньшие внутренние области звездообразования. Кроме того, они уже обладали вращающими газовыми и пылевыми дисками, а звезды появлялись в довольно быстрых темпах: 100 солнечных масс в год.

Изучаемые объекты: ALMA J081740.86+135138.2 и ALMA J120110.26+211756.2. В наблюдениях помогли квазары, чей свет поступал с заднего плана. Речь идет о сверхмассивных черных дырах, вокруг которых сосредоточены яркие аккреционные диски. Полагают, что они играют роль центров активных галактик.

Квазар на удаленности в 12.5 миллиардов световых лет сияет возле молодой галактики (12 миллиардов световых лет). Приборы ALMA уловили ионизированный углерод (зеленый) и диск с формированием звезд (синий)

Квазары светят намного ярче галактик, поэтому если они расположены на фоне, то галактика теряется из виду. Но наблюдение ALMA позволяет зафиксировать инфракрасный свет, исходящий от ионизированного углерода, а также водород в сиянии квазаров. Анализ показывает, что углерод создает свечение на длине волны в 158 микрометров и характеризует галактическую структуру. Места рождения звезд можно найти благодаря инфракрасному свету от пыли.

Ученые заметили еще один момент в светящемся углероде – его расположение было смещено по отношению к газообразному водороду. Это намек на то, что галактические газы отходят предельно далеко от углеродного участка, а значит, у каждой галактики можно найти большой водородный ореол.

При осмотре объектов переднего плана, исследователи ожидали запечатлеть слабый выброс над квазаром. Но вместо этого заметили две ярких галактики на большой удаленности от квазара.

Художественная интерпретация «детской» галактики, похожей на Млечный Путь, с ярким квазаром, излучающим сияние в газообразном водороде

Анализ также подтвердил, что молодые галактики уже запустили процесс вращения. А это один из признаков принадлежности к спиральному типу. Этот проект стартовал в 2003 году, когда только разрабатывалась идея использования спектров квазаров для идентификации галактик на переднем плане. Этот механизм именуют демпфированной системой Лайман-альфа, из-за того, что водородный газ не дает определить длину волн света от квазара.

ALMA помогла, наконец, разобраться в процессе формирования галактик. Теперь понятно, что некоторые из ранних обладали ореолами, оказавшиеся намного шире, чем предполагали. Они могут предоставлять материал для галактического роста.

Квазары

Астрофизик Анатолий Засов о красном смещении, размерах квазаров и ядрах галактик:

(6 оценок, среднее: 5,00 из 5)

v-kosmose.com

Что из себя представляют квазары?

Просторы Вселенной не прекращают удивлять земных наблюдателей разнообразием загадочных объектов, а одним из невероятных открытий космологии ушедшего столетия стали квазары.

Общие сведения

Гравитационное линзирование квазара HE 1104-1805

Эти сверкающие объекты излучают самое значительное количество энергии, обнаруженное во Вселенной. Находясь на колоссальном расстоянии от Земли, они демонстрируют большую яркость, чем космические тела, расположенные в 1000 раз ближе. Согласно современному определению, квазар – это активное ядро галактики, где протекают процессы, освобождающие огромную массу энергии. Сам термин означает «похожий на звезду радиоисточник». Именно по причине электромагнитного излучения и значительного красного смещения, открытые объекты были определены как новые, находящиеся на границах вселенной.

Инфракрасный снимок Квазара в тандеме с зарождающейся галактикой со вспышкой звездообразования

Квазары выделяют в 100 раз больше энергии, чем совокупность всех светил в нашей галактике. Большинство квазаров и нас разделяют 10 млрд. световых лет, а дошедший до Земли их свет послан еще до процесса его формирования. Первоначально предполагалось, что все псевдозвезды являются мощными источниками радиоизлучения, но к 2004 году стало известно, что, оказывается, таких совсем немного – порядка 10%, остальные же – считаются радиоспокойными.

История открытия

3C 273 — квазар в созвездии Дева. Считается первым астрономическим объектом идентифицированным в качестве квазара.

Первый квазар был замечен американскими астрономами А. Сендиджем и Т. Метьюзом, проводившими наблюдение за звездами в калифорнийской обсерватории. В 1963 году М. Шмидт с помощью рефлекторного телескопа, собирающего в одну точку электромагнитное излучение, обнаружил отклонение в спектре наблюдаемого объекта в красную сторону, определяющее, что его источник удаляется от нашей системы. Последующие исследования показали, что небесное тело, записанное как 3C 273, находится на отдалении в 3 млрд. св. лет и отдаляется с огромной скоростью – 240 000 км/с. Московские ученые Шаров и Ефремов изучили имевшиеся ранние фотографии объекта и выяснили, что он неоднократно менял свою яркость. Нерегулярная смена интенсивности блеска предполагает маленький размер источника.

Строение и теория происхождения

Квазары и процесс возникновения их мощного излучения все еще не разгаданы до конца. Рассматривается несколько версий, объясняющих чем они являются по сути.

Большинство ученых-астрофизиков склонны предполагать, что это черная дыра гигантского масштаба, поглощающая окружающее вещество. Под воздействием притяжения частицы набирают огромную скорость, натыкаются друг на друга и ударяются, их температура от этого повышается, появляется видимое свечение. Непреодолимое притяжение энергии черной дыры заставляет вещество двигаться к центру по спирали и превращаться в аккреционный диск – структуры, возникающей при падении обращающихся частиц на массивное космическое тело. Магнитная индукция черной дыры посылает часть вещества к полюсам, где создаются джеты – узкие пучки, излучающие радиоволны. На краях аккреционного диска температура понижается, и длина волн возрастает до инфракрасного спектра.

Другая гипотеза считает квазары юными галактиками в период их формирования. Существует вариант, объединяющий две версии, согласно которому, черная дыра поглощает зарождающиеся вещество галактики. Количество найденных квазаров к 2005 году равнялось 195 000, но этот процесс непрерывен, постоянно открываются новые объекты.

Необычные свойства

Изображение с космического телескопа Хаббла показывает самый отдаленный квазар (обведен белым), появившийся менее чем через 1 млрд. лет после Большого Взрыва.

Активность квазара изменяется во всех диапазонах: инфракрасных и ультрафиолетовых волн, видимого света, рентгеновских лучей, радиоволн. Величина его энергии в 1 млн. раз больше, чем у любой открытой звезды. Вариации светимости объекта происходят в разные промежутки времени – от года до недели. Такие колебания характерны для космических тел, размер которых находится в границах светового года.

Интересные факты

Квазар QSO-160 913 + 653 228 расположенный в этом скоплении галактик, снятых телескопом Хаббл, удален от нас на расстоянии 9 млрд. св. лет!

Для обозначения степени «покраснения» света квазаров, используется буква z (красное смещение). В начале 80-х годов были найдены несколько исключительно удаленных небесных объектов, у которых значение z = 4,0. Их радиосигнал стартовал до начала зарождения нашей галактики. Недавно замечен квазар, имеющий смещение z = 6,42, т. е. расстояние до него составляет более 13 млрд. световых лет. Энергия, излучаемая небольшой псевдозвездой, может дать Земле запас электричества на несколько миллиардов лет вперед. Это опасные соседи, а их яркий свет, который мы наблюдаем, это отблески от пропавшей в черной дыре вещества молодой галактики. К счастью, об угрозе для нашей планеты речь не идет – такие явления не замечены в ближайших галактиках. Наблюдение за древнейшими объектами, ставшими ровесниками Вселенной, показало, что она не просто увеличивается, а разлетается с огромной скоростью.

comments powered by HyperComments

spacegid.com

Что такое квазар?

Все мы знаем, что звезды, сияющие на ночном небе, излучают свет. Однако по мере того, как наше понимание космоса увеличивалось, люди поняли, что звезды — не единственные небесные тела, излучающие свет.

Мы узнали, что другие небесные тела, такие как Луна  и планеты, способны отражать солнечный свет в определенные моменты времени. Это дает нам иллюзию того, что они светятся. Даже далекие звезды за сотни и тысячи световых лет видны из-за света, который они излучают. Однако один из самых ярких объектов во Вселенной — это не звезда или отражающий свет небесный объект, а скорее нечто довольно темное, называемое квазаром.

Что такое квазары?

Квазар можно определить как чрезвычайно активное галактическое ядро (Active Galactic Nucleus). AGN — не что иное, как сверхмассивная черная дыра, которая активна и питается материалом в центре галактики. Они чрезвычайно яркие и иногда принимаются за звезды. Тем не менее, выходная энергия звезды далеко не соответствует количеству энергии квазара. Слово «квазар» происходит от сокращения «квазизвездный» (quasi-stellar), который ссылается на подобный звезде радиоисточник. Когда они были впервые идентифицированы в 1950-х годах, они были определены как источник излучения радиоволн с неизвестным физическим происхождением.

Формирование квазара

Черная дыра — это область в космосе, которая обладает такой большой силой гравитации, что даже свет не может избежать ее. Масса черной дыры в центре квазара в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. Солнечная масса обозначается через M☉ и равна массе Солнца:

M☉ = (1,98847 ± 0,00007) × 1030 кг. , и приблизительно в 332 946 раз превышает массу Земли.   Продолжающиеся исследования все еще пытаются объяснить, как возникли такие сверхмассивные черные дыры. Строение квазара

Источник: Wikimedia Commons

В центре квазара находится черная дыра, окруженная большим вращающимся облаком газа. Это газовое облако называется аккреционным диском, и черная дыра «питается» этим диском. Когда газ попадает в черную дыру, он нагревается до миллионов градусов. Газ испускает тепловое излучение из-за такой экстремальной температуры. Тепловое излучение делает квазар уникально ярким как в видимой, так и в рентгеновской областях электромагнитного спектра. Галактика NGC 4319 и квазар Маркарян 205Источник: Википедия

Свойства квазаров

Чтобы понять свойства квазара, нам прежде всего необходимо понять очень важную концепцию, известную как электромагнитный спектр. Электромагнитный спектр дает нам диапазон частот различных электромагнитных волн и их соответствующих длин.

Существуют различные области электромагнитных волн, основанные на их частоте, такие как ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, видимый свет и инфракрасное излучение, и это лишь некоторые из них. Обычно большинство исследований, проводимых на квазарах, основаны на их спектральных свойствах.

Известно, что квазары испускают электромагнитное излучение, которое находится между видимой и рентгеновской областями. Они также излучают большое количество ультрафиолетовых волн. Некоторые квазары даже излучают радиоволны. Впрочем, это бывает весьма редко, и только 10 процентов всех изученных квазаров способны излучать такие волны.

Квазары демонстрируют уникальное наблюдаемое оптическое явление, известное как гравитационное линзирование. Гравитационное линзирование происходит, когда между наблюдателем и объектом (в данном случае, квазаром) имеется большое пространство или небесное тело (галактика или черная дыра), и оно может изгибать и искажать свет.

Это создает несколько изображений одного и того же объекта. Квазары используются для правильного выравнивания телескопов для наблюдения за галактикой. Если встречаются несколько изображений квазара, это означает, что выравнивание неверно. Однако, когда квазар и галактика находятся в идеальном выравнивании с глазом наблюдателя, образуется кольцо Эйнштейна.

Кольцо Эйнштейна — гравитационная линза

Кроме того, квазары также показывают еще одно уникальное свойство, известное как Красное смещения (Redshift). Красное смещение — это явление, которое возникает, когда длина волны света увеличивается в электромагнитном спектре. Квазар обычно показывает космологическое красное смещение. Это указывает на то, что Вселенная расширяется и что происходит относительное увеличение расстояния, которое должен пройти свет.

Красное смещение

Квазары важны для того, чтобы помочь астрономам понять работу Вселенной. Первое, что сделали квазары, — показали нам, насколько они на самом деле далеки от нас. Это дает наблюдателям и экспертам приблизительное представление о том, насколько велика Вселенная.

Чтобы понять представление о расстояниях, на которых присутствует большинство квазаров, следует отметить, что ближайший находится на расстоянии 730 миллионов световых лет и известен как IC 2497. Один световой год равен расстоянию, которое свет проходит пролетает за один год. Вот еще один момент, который нужно рассмотреть: свет, который мы получили от квазара IC 2497, — это то, как квазар выглядел 730 миллионов лет назад, а не то, как он выглядит сейчас.

Квазар

Изучение квазаров дает ученым представление о том, как галактики формируются и развиваются. У большинства галактик, которые были изучены астрономами, есть спящая сверхразмерная черная дыра в их центре. Спящая черная дыра — это та, возле которой закончился материал (газ, пыль и тд), и она больше не активна и не «питается». Даже наша галактика Млечный Путь имеет спящую сверхмассивную черную дыру в центре.

Квазары называют маяками Вселенной. Они видны с огромных расстояний, по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной, определяют распределение вещества. Ввиду большой удалённости, квазары, в отличие от звёзд, выглядят практически неподвижными (то есть не имеют параллакса), поэтому радиоизлучение квазара используется для высокоточного определения с Земли параметров траектории полета автоматических межпланетных станций.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ab-news.ru

Квазар - это... Что такое квазар?

На расстоянии 2 млрд световых лет от нашего дома находится самый мощный и смертоносный объект во всей нашей Вселенной. Квазар - это ослепительный луч энергии, протяженность которого составляет несколько миллиардов километров. Ученые не могут до конца изучить этот объект.

Что такое квазар

Сегодня астрономы всего мира пытаются изучить квазары, их происхождение и принцип действия. Многочисленные исследования доказывают, что квазар – это огромный, бесконечно движущийся котел смертоносного газа. Мощнейший источник энергии объекта находится внутри, в самом сердце квазара. Это огромная черная дыра. Квазар весит столько же, сколько весят миллиарды солнц.

Квазар поглощает все, что попадается на его пути. Черная дыра разбивает целые звезды и галактики, засасывая их внутрь себя до тех пор, пока они полностью не сотрутся и не растворятся в ней. На сегодняшний день квазар – это самое худшее, что только может быть во Вселенной.

Объекты далекого космоса

Квазары – самые отдаленные и яркие объекты в изученной человечеством Вселенной. В 60-е года прошлого века ученые считали их радио-звездами, ведь они были обнаружены при помощи сильнейшего источника радиоволн. Термин «квазар» произошел от словосочетания «квазизвездный радиоисточник». Также можно встретить название QSOs в многочисленных трудах ученых о космосе. Поле того как мощность оптических радиотелескопов стала намного больше, астрономы обнаружили, что квазар – это не звезда, а неизвестный науке звездообразный объект.

Предполагается, что радиоизлучение исходит не из самого квазара, а от лучей, которыми он окружен. Квазары до сих пор являются одними из самых загадочных объектов, которые расположены далеко за пределами Галактики. На сегодняшний день мало кто может рассказать про квазары. Что это такое и как устроены эти небесные тела, смогут ответить только самые опытные астрономы и ученые. Единственное, что точно доказано, что квазары выделяют огромнейшее количество энергии. Она равна той, что выделяют 3 млн солнц! Некоторые квазары выделяют в 100 раз больше энергии, чем все вместе взятые звезды нашей Галактики. Интересно, что все вышеперечисленное квазар производит на участке, приблизительно равному Солнечной системе.

Излучение и величина квазаров

Следы предшествующих галактик были обнаружены вокруг квазаров. Их распознавали как объекты с красным смещением, которые имеют электромагнитное излучение вместе с радиоволнами и невидимым светом, и имеющие очень маленькие угловые размеры. Эти факторы до открытия квазаров не давали возможности отличить их звезд – точечных источников. Наоборот, протяженные источники скорее соответствуют форме галактик. Для сравнения: коэффициент средней величины самого яркого квазара составляет 12,6, а самой яркой звезды – 1,45.

Черные дыры, пульсары и квазары находятся достаточно далеко от нас. Они являются самыми отдаленными небесными телами во Вселенной. Квазары имеют самое большое инфракрасное излучение. По спектральному анализу астрономы имеют возможность определять скорость движения различных объектов, расстояние между ними и до них от Земли.

Если излучение квазара краснеет, значит, он движется по направлению от Земли. Чем больше покраснение - тем дальше от нас квазар и его скорость возрастает. Все виды квазаров движутся на очень высоких скоростях, которые, в свою очередь, бесконечно меняются. Доказано, что скорость движения квазаров доходит до отметки 240 тыс. км/сек., а это почти 80% скорости света!

Мы не увидим современные квазары

Так как это самые отдаленные от нас объекты, то сегодня мы наблюдаем их движения, происходившие миллиарды лет назад. Поскольку свет только успел добраться до нашей Земли. Скорее всего, самыми отдаленными, а поэтому и самыми древними являются именно квазары. Космос позволяет нам увидеть их такими, какими они только появились около 10 млрд лет назад. Можно предположить, что некоторые из них сегодня уже перестали существовать.

Что представляют собой квазары

Хоть это явление изучено и недостаточно, но, по предварительным данным, квазар – это огромная черная дыра. Ее материя ускоряет свое движение, когда воронка дыры затягивает материю, что приводит к нагреванию этих частиц, их трению друг о друга и бесконечному движению общей массы материи. Скорость молекул квазара становится с каждой секундной все больше, а температура все выше. Сильнейшее трение частиц обусловливает выделение огромного количества света и других видов излучений, например таких, как рентген. Ежегодно черные дыры могут поглощать массу, равную одному нашему Солнцу. Как только затянутая в смертельную воронку масса поглотится, выделенная энергия разольется излучениями в две стороны: вдоль южного и северного полюсов квазара. Астрономы называют это необычное явление «космический самолет».

Последние наблюдения астрономов показывают, что в основном эти небесные объекты находятся в центре эллиптических галактик. По одной из теорий происхождения квазаров, они представляют собой молодую галактику, в которой массивнейшая черная дыра поглощает окружающее ее вещество. Основоположники теории говорят о том, что источником излучения выступает аккреционный диск этой дыры. Он находится в центре галактики, а из этого следует, что красное спектральное смещение квазаров больше космологического ровно на величину гравитационного смещения. Это ранее предсказывал Эйнштейн в своей общей теории относительности.

Квазары часто сравнивают с маяками Вселенной. Их видно с самых дальних расстояний, благодаря им изучают ее эволюцию и структуру. С помощью «небесного маяка» изучают распределение любого вещества на луче зрения. А именно: самые сильные спектральные линии поглощения водорода трансформируются в линии по красному смещению поглощения.

Версии ученых о квазарах

Существует и другая схема. Квазар, по мнению некоторых ученых, - это формирующаяся молодая галактика. Эволюция галактик мало изучена, так как человечество намного моложе, чем они. Возможно, квазары – это раннее состояние образования галактик. Можно предположить, что выброс их энергии происходит из самых молодых ядер активных новых галактик.

Другие астрономы и вовсе считают квазары точками пространства, в которых новая материя Вселенной берет свое начало. Их гипотеза доказывает полную противоположность черной дыре. Человечеству понадобится немало времени, чтобы изучить стигматы квазаров.

Известные квазары

Первый из обнаруженных квазаров был открыт Мэтьюзом и Сендиджем в 1960 году. Он располагался в созвездии Девы. Скорее всего, он связан с 16-ю звездами этого созвездия. По истечении трех лет Мэтьюз заметил, что этот объект имеет огромное красное спектральное смещение. Единственным доказывающим фактором, что это не звезда, стало его выделение большого количества энергии на относительно небольшом участке пространства.

Наблюдения человечества

История квазаров началась с изучения и измерения по специальной программе видимых угловых размеров радиоактивных источников.

В 1963 году квазаров уже насчитывали около 5. В этом же году голландские астрономы доказали спектральное смещение линий к красному спектру. Они доказали, что это происходит из-за космологического смещения в результате их удаления, поэтому расстояние можно было высчитывать по закону Хаббла. Практически сразу еще два ученых Ю. Ефремов и А. Шаров открыли переменность блеска обнаруженных квазаров. Благодаря фотометрическим снимкам, они установили, что переменность имеет периодичность всего в несколько дней.

Один из ближайших к нам квазаров (3С 273) имеет красное смещение и блеск, соответствующий расстоянию приблизительно в 3 млдр. световых лет. Самые отдаленные небесные объекты в сотни раз превосходят свечение обычных галактик. Их легко зарегистрировать при помощи современных радиотелескопов на расстоянии 12 млрд световых лет и более. Недавно был зарегистрирован новый квазар на расстоянии 13,5 млрд световых лет от Земли.

Сложно точно подсчитать, сколько квазаров обнаружено на сегодняшний день. Это происходит как из-за постоянных открытий новых объектов, так и из-за отсутствия четкой границы между активными галактиками и квазарами. В 1987 году был опубликован список зарегистрированных квазаров в размере 3594, в 2005 их было более 195 тыс., а сегодня их число перевалило за 200 тыс.

Изначально термин «квазар» обозначал некий класс объектов, которые в видимом (оптическом) диапазоне очень похожи на звезду. Но они имеют ряд отличий: сильнейшее радиоизлучение и малые угловые размеры (< 100).

Такое первоначальное представление об этих телах сложилось во времена их открытий. И оно верно и сейчас, но все же ученые распознали и радиоспокойные квазары. Они не создают такого сильного излучения. По состоянию на 2015 год, таких объектов зарегистрировано около 90% от всех известных.

Сегодня стигматы квазаров определяют по красному перемещению спектра. Если в космосе обнаружено тело, имеющее подобное смещение и выделяющее мощный поток энергии, то у него есть все шансы носить название «квазар».

Заключение

На сегодняшний день астрономы насчитывают около двух тысяч таких небесных тел. Главным инструментом для изучения квазаров является космический телескоп Хаббл. Так как технические прогрессы человечества не могут не радовать своими успехами, то можно предположить, что в будущем мы разгадаем загадку о том, что такое квазар и черная дыра. Возможно, они являются своеобразным «мусорным ящиком», который поглощает все ненужные объекты, а может, они и есть центры и энергия Вселенной.

fb.ru

Квазар

Многие считают их огромными чёрными дырами, интенсивно всасывающими в себя всё, что их окружает. Вещество, приближаясь к ним, разгоняется и очень сильно разогревается. Под воздействием магнитного поля чёрной дыры частицы собираются в пучки, которые разлетаются от её полюсов. Этот процесс сопровождается очень ярким свечением. Есть версия, что квазары – это галактики в начале своей жизни, и фактически, мы видим их появление.

Но это противоречит современной науке, считающей, что звезда, массой больше 100 солнечных, обязательно будет неустойчивой и, вследствие этого, распадётся. Источник их гигантской энергии тоже пока остается загадкой.

Яркость

Квазары имеют громадную мощность излучения. Она может превышать мощность излучения всех звёзд целой галактики в сотни раз. Мощь так велика, что объект, отдалённый от нас на миллиарды световых лет, мы можем увидеть в обычный телескоп.

Светимость может превышать светимость галактик в тысячи раз, а ведь последние состоят из миллиардов звёзд! Если сравнивать количество энергии, произведённое в единицу времени квазаром и Солнцем, то разница получится в 10 триллионов раз! А размер такого объекта может быть вполне сравним с объёмом Солнечной системы.

Возраст

Возраст этих суперобъектов определяется десятками миллиардов лет. Ученые вычислили: если сегодня соотношение квазаров и галактик 1 : 100000, то 10 млрд. лет назад оно было 1 : 100.

Расстояния до квазаров

Расстояния до удалённых объектов Вселенной определяются с помощью эффекта Доплера. Для всех наблюдаемых квазаров характерно сильное красное смещение, то есть, они удаляются. И скорость их удаления просто фантастическая. Например, для объекта 3С196 была вычислена скорость 200000 км/сек (две трети скорости света)! А расстояние до него около 12 млрд. световых лет.  Для сравнения,  галактики летят с максимальными скоростями «всего» в десятки тысяч км/сек.

Некоторые астрономы считают, что и потоки энергии от квазаров, и расстояния до них несколько преувеличены. Дело в том, что нет уверенности в методах изучения сверхдалёких объектов, за всё время интенсивных наблюдений не удалось достаточно определённо установить расстояния до квазаров.

Переменность

Настоящая загадка – переменность квазаров. Они изменяют свою светимость с необычайной частотой, у галактик таких изменений не бывает. Период изменений может исчисляться годами, неделями и сутками. Рекордом считается изменение блеска в 25 раз за один час. Эта переменность характерна для всех излучений квазара. Исходя из последних наблюдений, выясняется, что большая часть квазаров расположена возле центров громадных эллиптических галактик.

Изучая их, нам становится более понятной структура Вселенной и её эволюция.

light-science.ru

Что такое квазар?

Астрономы издавна любят порядок — все у них подсчитано, занесено в каталоги и классифицировано. Еще бы — ведь им приходится иметь дело с сотнями тысяч различных объектов.

Однако ночное небо не перестает удивлять наблюдателей. Квазары, открытые всего 40 лет назад, не на шутку озадачили ученых: при колоссальной яркости свечения они имели ничтожные размеры. Лишь в последние годы исследователям удалось понять, откуда эти «динозавры Вселенной» черпают такую огромную энергию.

«Непонятное» открытие

В 1960 г. американские астрономы Т. Мэттьюз и А. Сендидж, работая на телескопе обсерватории Маунт-Паломар в Калифорнии, обнаружили ничем не примечательную звездочку 13 величины в созвездии Девы. Лишь три года спустя было измерено красное смещение этого объекта, которое оказалось очень большим.

Расчеты показали, что звездочка, получившая в каталогах номер 3С 273, находится на расстоянии 2,44 млрд световых лет и удаляется со скоростью 44 тыс. км/с.

Тут-то и стало ясно, что это не обычная звезда — ее невозможно увидеть с такого расстояния, но и на большую звездную систему объект нисколько не походил. К тому же выяснилось, что он является мощнейшим источником радиоизлучения.

Так, астрономы впервые столкнулись с космическим объектом, ослепительно сиявшим во всем диапазоне электромагнитных волн, периодически менявшим яркость, имевшим огромную скорость и невероятно большой возраст, и при этом не укладывавшимся ни в какие классификации.

Удивительная «звездочка» получила название «квазар» — это сокращение, образованное от английских слов, означающих в переводе «звездоподобный объект».

Сегодня известно несколько десятков тысяч квазаров, но в 60-х годах это открытие из-за его абсолютной непонятности было, так сказать, «отодвинуто в сторону».

Впоследствии было установлено, что размеры большинства квазаров не превышают одного светового года, что в 100 тысяч раз меньше самой скромной галактики, а светят они при этом порой, как несколько сотен галактик.

Необычным оказался и спектр излучения квазаров — поначалу едва удавалось различить в нем линии обычных водорода и гелия, настолько сильно они были смещены в красную сторону из-за огромной скорости «убегания».

Современные астрофизики считают, что квазары — это сверхмассивные «черные дыры» (массой в несколько миллионов масс Солнца), втягивающие в себя окружающее вещество.

Под действием сверхмощного тяготения, создаваемого «черной дырой», вещество устремляется к центру, но движется при этом не прямолинейно, а по спирали. При этом по мере приближения к центру «черной дыры» частицы движутся все быстрее, одновременно собираясь в аккреционный диск.

В аккреционном диске скорости частиц становятся настолько большими, что их столкновения порождают практически все виды электромагнитного излучения. После столкновений они замедляются, приближаются к «черной дыре» и поглощаются ею.

Часть заряженных частиц магнитное поле квазара направляет к полюсам «черной дыры», и они вылетают оттуда с огромной скоростью. Так образуются гигантские джеты, длина которых достигает миллиона световых лет. Частицы джета сталкиваются с межзвездным газом, излучая радиоволны.

Исследователи не исключают, что квазары — неотъемлемая часть формирующихся молодых галактик.

Космический мираж

Астрофизики предлагали использовать гравитационные линзы для наблюдения очень далеких объектов еще в 30-х годах прошлого века. Однако обнаружить первую такую линзу удалось лишь в 1979 г.

Изображение одного из квазаров оказалось странным образом раздвоенным, причем у квазаров-близнецов были совершенно одинаковые спектры и показатели красного смещения.

Поскольку физически такой объект существовать не мог, исследователи предположили, что между наблюдателями и далеким квазаром находится массивный объект, «раздваивающий» изображение. И оказались правы: на линии, проведенной в пространстве к квазару, «нашлась» небольшая галактика. Она-то и послужила гравитационной линзой.

Именно квазары часто служат объектами, при наблюдении которых проявляется гравитационное линзирование. Это неслучайно: квазары мощные источники излучения, но расположены чрезвычайно далеко, то есть позади объектов, которые служат линзами.

Необычайно ярко это явление проявилось, когда в созвездии Пегас была обнаружена тусклая галактика, в которой было сразу четыре ядра! Астрономы впервые столкнулись с подобным объектом.

И лишь данные спектроскопии показали, что настоящего ядра в этой галактике… вообще нет! Все четыре «ядра» оказались изображением квазара, расположенного в 8 млрд световых лет от Земли, а сама галактика находится в 20 раз ближе.

Ее гравитационное поле имеет сложную форму, что и приводит к «учетверению» изображения квазара. Этот космический мираж получил название «Крест Эйнштейна» — в честь создателя общей теории относительности.

Самый далекий квазар

Рекорд в исследовании дальнего космоса был установлен японскими учеными — они обнаружили, что мощный квазар, один из самых древних во Вселенной, является центром крупной галактики размером с Млечный Путь.

Удивительно, что такая крупная галактика образовалась всего лишь через 840 млн лет после Большого Взрыва, а масса ее активного ядра также достигает рекордного значения — около миллиарда масс Солнца.

Также получены данные о том, что наиболее массивные и яркие галактики в крупных скоплениях набрали девять десятых своей массы уже через 4-5 млрд лет после начала «разбегания».

Это противоречит всем существующим моделям эволюции Вселенной, согласно которым этот процесс должен идти в два раза медленнее.

В 2009 г. был осуществлен проект «Галактический зоопарк», в котором вместе с профессиональными исследователями участвовали астрономы-любители по всему миру. Они вели поиск и классификацию как можно большего количества галактик.

В ходе проекта было сделано выдающееся открытие — найден совершенно новый тип галактик, получивший название «зеленые горошины».

Это звездные системы с размерами около 20 световых лет и небольшой звездной массой, которые испускают сильное ультрафиолетовое излучение.

Интересно, что в «зеленых горошинах» процесс образования новых звезд происходит быстрее, чем где-либо — там рождается до 10 «солнц» в течение земного года. «Зеленые горошины» есть не что иное как самый далекий квазар.

Столь мощные источники лучистой энергии, как квазары, — опаснейшие соседи, поэтому нам следует только радоваться тому обстоятельству, что в Местном скоплении они отсутствуют.

Квазары, являющиеся одними из самых древних объектов, родились почти одновременно со Вселенной, то есть примерно 13 млрд лет назад. Они не только крайне отдалены от нашей Галактики — это расстояние продолжает неуклонно увеличиваться.

Самые далекие из квазаров «убегают» от нас со скоростью всего на 5 % меньше скорости света. Ученые используют эти сверхмощные «прожектора» в качестве инструментов для исследования дальнего космоса.

vunderkind.info


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle