Что такое квазары и каковы их функции во Вселенной?

image
M. Kornmesser / ESO

Астрономы открыли самый далекий на сегодняшний день радиогромкий квазар, который существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял 780 миллионов лет. В его центре находится сверхмассивная черная дыра с массой в 290 миллионов масс Солнца. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal, кратко о ней рассказывается на сайте Европейской южной обсерватории.

Квазары (или квазизвездные объекты) представляют собой ядра далеких галактик на ранней стадии формирования. Активность ядер связана со сверхмассивными черными дырами, которые поглощают вещество из аккреционного диска и способны порождать релятивистские джеты. Поиски новых квазаров и их исследования позволяют проверить теории формирования сверхмассивных черных дыр, а также роль джетов в эволюции галактик.

Несмотря на то, что число астрономических объектов, найденных при значениях красного смещения z>6, резко увеличилось за последние несколько лет, на сегодняшний день астрономам было известно лишь три далеких радиогромких квазара, которые обладают джетами, интенсивно излучающими в радиодиапазоне. Всего же джеты обнаруживаются у порядка 10 процентов объектов от всей популяции квазаров, они  интересуют ученых как указатели на области с большой плотностью вещества, которые могут быть прародителями скоплений галактик, наблюдаемых в современной Вселенной, а также позволяют наложить ограничения на свойства частиц темной материи.

Группа астрономов во главе с Киаррой Маззучелли (Chiara Mazzucchelli) из Европейской южной обсерватории и Эдуардо Баньядосом (Eduardo Bañados) из Института астрономии Общества Макса Планка сообщила об открытии самого далекого на сегодня радиогромкого квазара P172+18. Первоначально он был найден в 2015 году в ходе обзоров неба Pan-STARRS1 и FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty cm), дальнейшие наблюдения за квазаром при помощи Магеллановых телескопов, Большого бинокулярного телескопа, телескопа VLT (Very Large Telescope), Северного оптического телескопа, обсерватории Кека и системы радиотелескопов VLA (Very Large Array) подтвердили его природу и помогли определить ряд свойств.

Значение красного смещения для P172+18 составило z=6,823, что означает, что квазар существовал во времена, когда возраст Вселенной был равен всего 780 миллионам лет. Он представляет собой ядро галактики, которое содержит сверхмассивную чёрную дыру с массой 2,9×108 масс Солнца, активно поглощающую вещество. Размер ближней зоны (области, где межгалактический газ ионизирован ультрафиолетовым излучением квазара) P172+18 оценивается в шесть мегапарсек, что говорит о том, что время жизни этого квазара превышает среднее время жизни популяции квазаров при z>6. Кроме того, стоит отметить, что P172+18 является объектом с одним из самых быстрых темпов аккреции вещества на черную дыру, что соответствует суперэддингтоновскому режиму.

Астрономы считают, что существует еще немало далеких радиогромких квазаров, а их исследования могут помочь понять, как именно черные дыры в ранней Вселенной смогли быстро дорастать до сверхмассивных масштабов за достаточно короткие сроки.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли рекордно далекий квазар и кандидата в самую далекую галактику.

Александр Войтюк

Определения из Википедии:

imageКвазар — класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких (в абсолютном исчислении) в видимой Вселенной. По современным представлениям, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная чёрная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Он и является источником излучения, исключительно мощного (иногда в десятки и сотни раз превышающего суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша) и имеющего помимо космологического гравитационное красное смещение, предсказанное А. Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО). (https://ru.wikipedia.org/wiki/Квазар)

Магнетар или магнитар — нейтронная звезда, обладающая исключительно сильным магнитным полем (до 1011 Тл). Теоретически существование магнетаров было предсказано в 1992 году, а первое свидетельство их реального существования получено в 1998 году при наблюдении мощной вспышки гамма- и рентгеновского излучения от источника SGR 1900+14 в созвездии Орла. Однако вспышку, которую наблюдали ещё 5 марта 1979 года, тоже связывают с магнетаром. Время жизни магнетаров составляет около 1 млн лет. У магнетаров сильнейшее магнитное поле во Вселенной. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнетар)

Пульсар — космический источник радио- (радиопульсар), оптического (оптический пульсар), рентгеновского (рентгеновский пульсар) и/или гамма- (гамма-пульсар) излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения. Сигналы от пульсаров можно использовать как эталоны времени и ориентиры для спутников. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Пульсар)

Иное мнение:

Квазары, магнитары и пульсары — накопители и распределители электрической и магнитной материи в разных её качествах и состояниях: частотно-колебательные характеристики, материальное и нематериальное (тонкое) состояние, назначение, — задающие ей (материи/энергии) управляющее состояние. Можно так же сказать, что пульсары, квазары и магнитары участвуют в сотворении Времени Вселенной, формировании программного сценария, по которому развивается жизнь во Вселенной. Для чего требуется как сама электрическая и магнитная материя, так и программируемые (и программирующие) циклические (тактовые) распределители.

Квазары — накопители и распределители электрической материи в её разных качествах и состояниях.

Магнитары — накопители и распределители магнитной материи в её разных качествах и состояниях.

Пульсары — распределители электрической и магнитной материй, задающие им такое управляющее (и управляемое) состояние, при котором материи обретают свойство объединяться в единое вещество, приобретая в дальнейшем конкретные физические и нефизические (тонкие) формы.

Циклические или тактовые распределители (генераторы) – устройства, генерирующие циклы (такты) разной величины для точного и равномерного распределения всех видов материй (энергий) с заданными управляющими и прочими свойствами в рамках сформированного многообразия программ по развитию жизни на планете, в галактике, во всей Вселенной.

Немного космических новостей:

Одна загадка в последнее время особенно занимает астрономов — таинственные всплески радиоизлучения в космосе, известные как быстрые радиоимпульсы. Они длятся лишь несколько миллисекунд, но при этом выделяется примерно в миллион раз больше энергии, чем производится за такой же промежуток времени Солнцем… С момента обнаружения первого такого импульса в 2007 г. астрономам удалось зарегистрировать менее 20 подобных случаев — все их источники находились за пределами нашей Галактики и были равномерно распределены по небосводу… Источниками быстрых радиоимпульсов могут быть молодые пульсары — нейтронные звезды, вращающиеся со скоростью до одного оборота в миллисекунду. Радиосигналы, излучаемые пульсарами, для наблюдателя с Земли выглядят как пульсации… «Все гипотезы возникновения быстрых радиоимпульсов, которые я считаю сколько-нибудь серьезными и которые всерьез обсуждаю с коллегами, имеют отношение к нейтронным Звездам», — говорит Бэйлз. Источник: bbc.com

19.01.2019 одновременно начали работать 64 (такого ещё не было никогда!) Звёздных пульсара группы Цивилизаций Сириус. Это сложнейший процесс преобразования Системы жизнеобеспечения на нашей Земле. Ему подвержены будут все и всё! Особенно это касаемо пресной воды как самого ёмкого на Земле накопителя и хранителя приходящей и здесь на планете генерированной «энергии-информации», а также Мозга людей — в образовании новых схем соединения нейронов или разрушении имеющихся схем. Пик этого процесса — с 19 января (время 23.15) по 20 января (время 04.00). Источник: shkrudnev.com

Видео на тему: пульсары, квазары и магнитары.

Фото с просторов интернета:

Поделись знанием: Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к: навигация, поиск

Кваза́р (англ. quasar, из лат. quas(i) – наподобие, нечто вроде, + англ. (st)ar – звезда) — класс астрономических объектов, одних из самых ярких в видимой Вселенной.

Предполагается, что квазары являются мощными и далёкими активными ядрами галактик.) Как считается, в них находится сверхмассивная чёрная дыра, которая в результате аккреции вытягивает на себя материю из окружающего пространства. Это приводит к огромной массе «дыры» и мощному излучению. Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик.

Мощностьизлучения квазара иногда в десятки и сотни раз превышает суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша. Следы родительских галактик вокруг квазаров (причём далеко не всех) были обнаружены лишь позднее.

В первую очередь квазары были опознаны как объекты с большим красным смещением, имеющие электромагнитное излучение (включая радиоволны и видимый свет) и настолько малые угловые размеры, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от «точечных источников» — звёзд (напротив, протяжённые источники больше соответствуют галактикам[1]; звёздная величина самого яркого +12.6 для сравнения звёздная величина самой яркой звезды −1.46).

По одной из теорий, квазары представляют собой галактики на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная чёрная дыра поглощает окружающее вещество[2][3]. В последнее время принято полагать, что источником излучения является аккреционный диск сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре галактики, и, следовательно, красное смещение квазаров больше космологического на величину гравитационного смещения, предсказанного А. Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО).

Квазары сравнивают с маякамиВселенной. Они видны с огромных расстояний (до красного смещения, чуть превышающего z = 7)[4][5][6][7], по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной, определяют распределение вещества на луче зрения: сильные спектральные линии поглощенияводорода разворачиваются в лес линий по красному смещению поглощающих облаков[8].

Этимология

Английскийтерминquasar образован от слов quasi-stellar («квазизвёздный» или «похожий на звезду») и radiosource («радиоисточник») и дословно означает «похожий на звезду радиоисточник»[9].

Первоначальное определение

Кроме современного определения, существовало ещё и первоначальное[10]: «Квазар (квазизвёздный объект) — класс небесных объектов, которые в оптическом диапазоне похожи на звезду, но имеют сильное радиоизлучение и чрезвычайно малые угловые размеры (меньше 10″)»; подобное звёздам самоизлучающее космическое тело, по массе и светимости во много раз большее Солнца[11][12].

Первоначальное определение сложилось в конце 1950-х — начале 1960-х, когда были открыты первые квазары и их изучение только началось. Это определение в целом верно, однако со временем были открыты радиоспокойные квазары, не создающие сильного радиоизлучения[10][13]; по состоянию на 2004 год, таковыми являются порядка 90 % известных квазаров.

История наблюдений

История квазаров началась с проводимой радиообсерваторией «Джорделл Бэнк» программы измерений видимых угловых размеров радиоисточников.

Первый квазар, 3C 48, был обнаружен в конце 1950-х Аланом Сендиджем и Томасом Метьюзом во время радиообзора неба. В 1963 году было известно уже 5 квазаров. В том же году голландский астроном Мартин Шмидт доказал, что линии в спектрах квазаров сильно смещены в красную сторону. Принимая, что это красное смещение вызвано эффектом космологического красного смещения, возникшего в результате удаления квазаров, расстояние до них определили по закону Хаббла. Почти сразу, 9 апреля 1963 года, Ю. Н. Ефремовым и А. С. Шаровым по фотометрическим измерениям снимков источника 3C 273 была открыта переменность блеска квазаров с периодом всего лишь в несколько дней[14].

Один из ближайших и наиболее яркий квазар 3C 273 имеет блеск около 13m[15] и красное смещениеz = 0,158[16] (что соответствует расстоянию около 3 млрд св. лет)[17]. Самые далёкие квазары, благодаря своей гигантской светимости, превосходящей в сотни раз светимость обычных галактик, регистрируются с помощью радиотелескопов на расстоянии более 12 млрд св. лет. На июль 2011 года самый удалённый квазар (ULAS J112001.48+064124.3) находился на расстоянии около 13 млрд св. лет от Земли[18]. Нерегулярная переменность блеска квазаров на временных масштабах менее суток указывает на то, что область генерации их излучения имеет малый размер, сравнимый с размером Солнечной системы.

Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. Это объясняется, с одной стороны, постоянным открытием новых квазаров, а с другой — отсутствием четкой границы между квазарами и другими типами активных галактик. В опубликованном в 1987 годусписке Хьюитта — Бэрбриджа число квазаров 3594. В 2005 году группа астрономов использовала в своём исследовании данные уже о 195 000 квазаров[19].

Свойства

Болометрическая (интегральная по всему спектру) светимость квазаров может достигать 1046 — 1047эрг/с[20]. В среднем, квазар производит примерно в 10 триллионов раз больше энергии в секунду, чем наше Солнце (и в миллион раз больше энергии, чем самая мощная известная звезда), и обладает переменностью излучения во всех диапазонах длин волн[10].

Вариации блеска

Многие квазары меняют свою светимость в коротких промежутках времени. Это является, по-видимому, одним из фундаментальных свойств квазаров (кратчайшая вариация с периодом t ≈ 1 ч, максимальные изменения блеска — в 50 раз). Поскольку размеры переменного по блеску объекта не могут превышать сt (с — скорость света).

См. также

Один из самых интересных для изучения небесных объектов — квазары, чрезвычайно мощные и компактные источники излучения, которые называют иногда «маяками Вселенной». В некотором роде, квазары — это «космические генераторы», вырабатывающие и выбрасывающие в пространство колоссально мощное излучение и джеты материи. Имея размеры примерно с нашу Солнечную систему, они сияют ярче, чем целые галактики, и могут непрерывно светиться до 100 млн лет. Представляете, какая колоссальная энергия сокрыта в них?

Небо постоянно преподносит сюрпризы. Сколько всего ученые там открыли за века изучения и наблюдения, что, казалось бы, уже ничем их не удивить, но вот снова удивительные объекты – квазары. Их открыли случайно, как и большинство других чудес природы.

Случилось это в 1960 году, когда два астронома – Алан Сентитд и Томас Метьюз с помощью 5-метрового телескопа заметили в созвездии Девы слабую, обычную звезду 13-й звездной величины, каких на небе миллиарды. Но астрономы – народ упорный. Раз обнаружена новая звезда, нужно измерить ее вес, расстояние, скорость и прочие характеристики. К слову — звезду 13-й величины вполне можно увидеть в любительский телескоп со 150-миллиметровым зеркалом — это довольно популярный и одновременно мощный инструмент среди астрономов — любителей. И вот в 1963 году Мартин Шмидт и занялся изучением объекта 3C273 – той самой звездочки…

Каково же было его удивление, когда на спектре этой звезды обнаружилось очень сильное красное смещение – это означает, что объект находится очень далеко, и при этом удаляется очень быстро. Расчетное расстояние до этой звезды оказалось 620 мегапарсек, а его скорость – 44 тысячи километров в секунду! На таком расстоянии не то что звезду, даже галактику из миллиардов звезд трудно заметить, а тут звезда, притом довольно не слабо светящаяся! Чем не чудо? Но раз оно есть, нужно разбираться, что это за диво дивное.

Тут же принялись изучать объект с помощью радиотелескопов – оказалось, что это еще и мощный источник радиоизлучения. Раскопали даже прошлые фотографии неба в этой области, и оказалось, что с 1896 года эта звезда иногда сильно меняла свою яркость. К слову, ядра некоторых галактик тоже иногда меняют свою яркость, а это тоже было загадкой – миллионы звезд не могут одновременно засветить ярче или одновременно погаснуть.

Конечно, обнаруженный объект оказался не единственным в своем роде и их назвали квазарами – от сочетания слов «quasistellar» и «radiosource», которые по отдельности означают «похожий на звезду или квазизвезда» и «радиоисточник». В результате получилось слово «квазар» — «квазизвездный радиоисточник». Так что это за странные объекты?

Сегодня существует одна теория, которая объясняет все странное поведение квазаров, и она принята учеными как вполне приемлемая. Согласно ей, квазары – это черные дыры, наподобие тех, которые находятся в ядрах галактик. Но ведь черная дыра по определению не может светиться, а тут такая яркость…

Да, сама по себе черная дыра не излучает света. Но, если в пределах досягаемости ее сильнейшего магнитного поля оказывается вещество – газ, пыль, звезда или даже галактика – она начинает затягивать в себя все это, подобно пылесосу. Молекулы вещества по спирали приближаются к ней, все сильнее ускоряясь, пока уже не молекулы, а элементарные частицы не достигают околосветовых скоростей. Вот в этом месте и нарастает излучение во всех диапазонах – от рентгеновского до радиоизлучения, в том числе и в оптическом, видимом диапазоне. Мощность этого излучения такова, что яркость квазара превышает яркость миллионов обычных звезд. Рекордсменом пока является квазар S50014+81, который излучает света больше, чем вся наша Галактика, в 60 тысяч раз, а ведь в Галактике 100 миллиардов звезд!

Изменения яркости квазаров объясняются наличием «пищи» для него. Если рядом нет доступной материи, квазар представляет собой обычную черную дыру, но как только вблизи оказывается что-то подходящее, он вспыхивает с новой силой. Именно поэтому меняют яркость ядра галактик – в них находятся гигантские черные дыры. Когда несчастная звезда попадает в ее ловушку, квазар вспыхивает и его яркость гораздо больше, чем яркость всех остальных звезд, вместе взятых.

При столь ужасающих свойствах, квазар – довольно маленький объект. Он меняет яркость полностью весь, как одно целое, за короткий срок, из чего ученые сделали вывод, что в поперечнике он не большой. Его поперечник меньше, чем орбита Урана – седьмой планеты Солнечной системы.

Квазары находятся очень далеко – практически на границе, расширяющейся со скоростью света Вселенной. Наиболее удаленные движутся со скоростью всего на 5% меньше световой! Это значит еще и то, что мы видим древнейшие объекты Вселенной. Это опровергло теорию, что черные дыры – труп погибшей звезды. Теперь считается, что звезды и черные дыры образовались в одно время, просто массивные газовые облака сжались очень сильно и образовали эти самые черные дыра. Меньшие газовые облака образовали звезды.

Конечно, из-за гигантского расстояния до квазаров, мы видим «прошлое» Вселенной, ведь пока свет от них дошел до нас, прошли миллиарды лет, и теперь они совсем не там и не такие, как мы их видим теперь. С их скоростью они уже далеко улетели…

Наше счастье, что в соседях у нас нет квазаров, ведь тогда всегда был бы риск оказаться втянутыми в его черное нутро и оказаться горсткой фотонов, летящих потом миллиарды лет сквозь Вселенную. Ведь черная дыра за одну лишь секунду поглощает массу вещества, сравнимую с массой Земли, а за год – 200 масс Солнца! Не зря его называют самым смертоносным объектом Вселенной…

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий