Новости14 мая, 2023. Астрономы разгадали тайну возникновения квазаров. Международной группе астрономов из США, Великобритании, Канады, Испании и Израиля удалось разгадать причину возникновения квазаров — самых ярких космических объектов в видимой Вселенной. Таким образом, модель «черная дыра-квазар» можно описать так: Сверхплотный объект огромной массы — черная дыра — располагается во вращающемся газовом диске, центральная часть которого является источником сверхактивного электромагнитного излучения и выделения. В своей работе ученые рассмотрели изображения 48 квазаров и более сотни обычных галактик, обратив особое внимание на искажения, имеющихся у галактик с квазарами. Название «квазар» произошло от английских слов quasi-stellar (похожий на звезду) и radio source (радиоисточник)[1]. Вопреки распространённому в научно-популярной литературе мнению, не все квазары излучают радиоволны[2].
10 самых пугающих объектов и явлений в космосе
Первым делом требовалось доказать, что этот объект, названный GNz7q, действительно является квазаром или прото-квазаром. Действительно, длина волны в 1216 ангстрем около 1 мкм соответствует так называемому разрыву Лаймана. При энергиях выше этого предела соответственно, для волн короче 1 мкм излучаемые фотоны достаточно активны, чтобы спровоцировать ионизацию водорода и его поглощение окружающим газом. Этот разрыв очень чётко виден на спектрограмме и позволяет точно определить красное смещение. Оказалось, что красное смещение GNz7q z составляет 7,1899, то есть оно даже выше, чем у квазаров, чей диапазон красного смещения в зависимости от удалённости равен от 0,16 до 5. Это означает, что GNz7q древнее всех известных квазаров. Он отличается от квазаров и на качественном уровне: так, он почти не фонит в рентгеновском диапазоне, а также не даёт ультрафиолетового излучения, которое следовало бы ожидать при наблюдении квазара. Более того, оценочная светимость GNz7q в инфракрасном спектре позволяет предположить, что в этом объекте идёт активное звездообразование — более 1500 солнечных масс в год. Аналогичный показатель в Млечном пути составляет 1 солнечную массу в год.
Поэтому логично заключить, что многие древнейшие галактики в ходе своего развития прошли стадию квазара. Здесь возникает следующий вопрос: есть ли у квазара радиус, аналогичный радиусу Шварцшильда? В 1917 году Карл Шварцшильд кстати, в переводе с немецкого его фамилия означает «чёрный щит» рассчитал, что любая звезда, сжатая до критического радиуса, становится настолько тяжёлой и приобретает настолько высокую плотность , что за её пределы не может вырваться никакая материя — для этого пришлось бы превысить скорость света. Он описывал тела, которые сегодня понимаются как чёрные дыры со звёздными массами, но аналогичный горизонт событий существует и у сверхмассивной, и потенциально у первичной чёрной дыры. Именно на радиусе Шварцшильда наблюдается бурная электромагнитная активность, возникающая при поглощении межзвёздного газа чёрной дырой. То есть вокруг чёрной дыры формируется аккреционный диск. В 2000 году данная физическая картина была систематизирована в статье , подготовленной под руководством Алексея Филиппенко из Калифорнийского университета и Луиса Хо из обсерватории института Карнеги в Вашингтоне. Сияющие дыры Теоретически квазар мог бы представлять собой «сверхразвитую» супермассивную чёрную дыру.
Это допущение потребовало бы не только пересмотреть возраст Вселенной, значительно его увеличив, но и пошатнуло бы инфляционную модель и теорию расширяющейся Вселенной. Светимость квазара могла бы объясняться и тем, что это галактическое ядро окружено плотным облаком тёмной материи , которую мы не наблюдаем, но видим, как она сваливается в ядро, излучая при этом фотоны сразу во всём спектре. Большинство квазаров одновременно испускают видимый свет, радиоволны, рентгеновское излучение; также известны квазары , значительная доля спектра которых приходится на гамма-излучение. Кроме того, многие квазары испускают электромагнитные импульсы с периодичностью от нескольких месяцев до нескольких лет. Уже установлено, что в этих ветрах содержатся химические элементы значительно тяжелее водорода и гелия как минимум, до железа. Это само по себе любопытно, так как квазары оказываются древнейшим источником сравнительно тяжёлых элементов, в том числе, всех биологически важных элементов, но здесь правильнее сформулировать иной вопрос: если квазар возникает в результате дальнейшего развития сверхмассивной чёрной дыры, то значит ли это, что бывший горизонт событий этой дыры становится проницаемым?
Последующие наблюдения за SMSS J1144-4308 помогут раскрыть причины высокой изменчивости в силе рентгеновского свечения этого объекта.
Это позволит астрономам выяснить, может ли что-то аналогичное происходить и в активных ядрах галактик, существовавших в ранней Вселенной. Заключение Исследования квазара SMSS J1144-4308 при помощи Российско-европейской орбитальной обсерватории "Спектр-РГ" позволят ученым получить уникальную информацию о сверхмассивных черных дырах и их роли в формировании галактик в ранней Вселенной. Каждое новое открытие приближает нас к пониманию тайн Вселенной и открывает новые возможности для исследования ее неизведанных уголков.
Если у черной дыры есть и магнитное поле, то оно к тому же собирает частицы в пучки — так называемые джеты — которые разлетаются от полюсов. Другими словами, то сияние, которое наблюдают астрономы — это все, что остается от галактики, погибшей в черной дыре. По другим версиям, квазары — это молодые галактики, процесс появления на свет которых мы наблюдаем. Некоторые из ученых предполагают, что, да, квазар — это молодая галактика, но которую пожирает черная дыра.
Как бы там ни было, астрофизики очень тесно связывают существование квазаров и судьбу галактик. Следовательно, встреча с квазаром ничего хорошего не предвещает, так что нам остается только порадоваться тому, что ближайший из них, ЗС 273, находится на расстоянии 2 млрд световых лет. Квазары, как уже говорилось, самые далекие из наблюдаемых объектов. И, соответственно, самые древние.
Изучение изменений в свойствах и характеристиках квазаров на разных этапах их существования. Контент доступен только автору оплаченного проекта Структура квазаров и их внутренние процессы Разбор внутреннего строения квазаров, механизмов, ответственных за их яркость и активность. Исследование процессов, происходящих в центре квазаров. Контент доступен только автору оплаченного проекта Сверхмассивные черные дыры в квазарах Изучение связи между квазарами и наличием сверхмассивных черных дыр в их центрах.
Анализ роли черных дыр в формировании свойств квазаров. Контент доступен только автору оплаченного проекта Спектральные характеристики квазаров Исследование спектров излучения квазаров, анализ линий поглощения и излучения, определение состава и свойств вещества в квазарах. Контент доступен только автору оплаченного проекта Влияние квазаров на окружающую среду Оценка воздействия квазаров на окружающие галактики, звезды и другие объекты в их близости.
Что такое квазары и блазары и в чем между ними разница?
Повторю, у него выдающиеся характеристики - экстремально высокая светимостью и темп аккреции. J0529-4351 удален от Земли на расстояние примерно на 12 миллиардов световых лет. Интенсивность света от источника излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния до него. Поэтому, несмотря на колоссальную светимость, J0529-4351 с Земли виден как слабая звездочка 16-й величины. И доступен для наблюдения только с телескопами средних размеров, а для детального исследования требуются крупнейшие мировые телескопы. Сообщения в духе "самая быстрорастущая черная дыра поглощает по Солнцу в день", вызвали среди обывателей настоящую панику.
Стоит ли бояться? Сейчас или когда-нибудь потом? Илья Потравнов: Нет. Черная дыра в центре J0529-4351 для Земли опасности не представляет. В настоящее время известны и несколько более массивные черные дыры в центрах других галактик.
К тому же, быстрый рост черной дыры в J0529-4351 за счет аккрецируемого вещества наблюдается сейчас. Спустя какое-то время он прекратится, как только по тем или иным причинам остановится аккреция. В настоящее время аккреции вещества на нее в значимом масштабе не происходит.
Это также объясняет, почему квазары более распространены в ранней вселенной: когда квазар поглощает вещество из своего аккреционного диска, наступает момент, когда в окрестностях оказывается мало вещества, и поток энергии падает или прекращается, и тогда квазар становится обычной галактикой. Механизм производства энергии в аккреционном диске был окончательно смоделирован в 1970-х годах, и доказательства существования самих чёрных дыр также были пополнены новыми данными включая свидетельства того, что сверхмассивные чёрные дыры могут быть обнаружены в центрах нашей собственной и многих других галактик , что позволило решить проблему квазаров. Современные представления[ править править код ] Квазары находятся в центре активных галактик и являются одними из самых ярких объектов, известных во Вселенной, излучая в тысячу раз больше энергии, чем Млечный Путь, который содержит от 200 до 400 миллиардов звезд. 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 [24]. Спектральная плотность излучения квазара распределена почти равномерно от рентгеновских лучей до дальнего инфракрасного диапазона с пиком в ультрафиолетовом и видимом диапазонах , причем некоторые квазары также являются сильными источниками радиоизлучения и гамма-излучения. С помощью изображений высокого разрешения, полученных с наземных телескопов и космического телескопа Хаббла , в некоторых случаях были обнаружены «галактики-хозяева», окружающие квазары [29]. Эти галактики обычно слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть на ярком свете квазара.
Средняя видимая звёздная величина большинства квазаров мала и их нельзя увидеть с помощью небольших телескопов. Исключением выступает объект 3C 273 , видимая звёздная величина которого составляет 12,9. Механизм излучения квазаров известен: аккреция вещества в сверхмассивных чёрных дырах , находящихся в ядрах галактик. Свет и другое излучение не могут покидать область внутри горизонта событий чёрной дыры, но энергия, создаваемая квазаром, генерируется снаружи, когда под действием гравитации и огромного трения из-за вязкости газа в аккреционном диске падающее в чёрную дыру вещество нагревается до очень высоких температур. Центральные массы квазаров были измерены с помощью реверберационного картирования и находятся в диапазонах от 105 до 109 солнечных масс. Подтверждено, что несколько десятков близлежащих крупных галактик, в том числе наша собственная галактика Млечный Путь, которые не имеют активного центра и не проявляют никакой активности, подобной квазарам, содержат в своих ядрах подобную сверхмассивную чёрную дыру центр галактики. Таким образом, теперь считается, что хотя все большие галактики имеют чёрную дыру такого типа, но только небольшая часть имеет достаточное количество вещества в её окрестности, чтобы стать активной и излучать энергию таким образом, чтобы её можно было рассматривать как квазар [43]. Это также объясняет, почему квазары были более распространены в ранней Вселенной, поскольку выделение энергии заканчивается, когда сверхмассивная чёрная дыра поглощает весь газ и пыль около неё. Это означает, возможно, что большинство галактик, включая Млечный Путь, прошли свою активную стадию, выглядя как квазар или какой-то другой класс активной галактики, которые зависели от массы чёрной дыры и скорости аккреции, и теперь находятся в состоянии покоя, потому что им не хватает вещества в ближайших окрестностях для генерации излучения. Для нашей Галактики есть свидетельства активности чёрной дыры в прошлом, например пузыри Ферми [44] [45].
Вещество, накапливающееся около чёрной дыры, вряд ли попадет непосредственно в неё, но из-за некоторого изначального момента импульса вещество будет накапливаться в аккреционном диске, причём благодаря закону сохранения момента количества движения чем ближе оно к чёрной дыре, тем выше скорости вращения, фактически приближаясь к скорости света. Квазары также могут повторно зажечься, когда обычные галактики сливаются и окрестности чёрной дыры наполняются свежим источником вещества.
Во-вторых, у нас нет карт, которые позволили бы проложить маршрут подобного путешествия.
Во Вселенной, в отличие от нашей планеты, нет выделяющихся особенностей — побережий, рек, горных гряд. Для нас есть лишь далекие точки, но и они могут быть использованы для создания карты мира, если их свойства можно легко идентифицировать. Поэтому для этих целей можно попытаться использовать квазары.
Кроме разработок подобных методик, для мыслей в этом направлении стимулом служит ожидание открытия миллионов далеких квазаров в следующим десятилетии. Квазары, которые мы сможем наблюдать, окажутся столь далеко, что позволят проникнуть в самую глубь времен, ко времени через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Поэтому надо быть готовым использовать эту информацию.
В этом направлении работают сотрудники Западного резервного университета Кейза, наткнувшиеся на ключ к картографированию при помощи квазаров при изучении оптических свойств небольшой их выборки. При учете красного смещения квазаров, находящихся на разном расстоянии от нас, удалось выявить аналогичные вариации свечения в оптическом спектре. Коррекция с учетом красного смещения необходима, так как из-за расширения Вселенной более далекие квазары не только краснее ближних, но также в них все изменения происходят медленнее — разумеется, с точки зрения наблюдателя.
Обратный процесс также верен.
Однако причина такой мощной активности вот уже 60 лет оставалась неизвестной. Международный коллектив ученых показал, что высокая мощность излучения возникает при столкновении галактик. Авторы использовали изображения, полученные телескопом Исаака Ньютона в Ла-Пальме Испания , и заметили искажение во внешних областях галактик, имеющих квазары.
Галактики содержат значительное количество газа, который большую часть времени вращается вне досягаемости сверхмассивных черных дыр, расположенных в центре большинства галактик. Когда галактики сталкиваются, газ направляется к черной дыре в центре галактики.
Астрономы нашли пропущенный в предыдущих обзорах неба необычно яркий квазар
Ученые описывают наблюдение квазара PSO J352.4034-15.3373 (P352-15), необычайно яркого источника радиоволн, удаленного от Земли на 13 миллиардов световых лет. Что такое квазар Австралийские астрономы обнаружили самый яркий квазар во Вселенной. Квазары — это ядра молодых галактик, которые находятся на огромном расстоянии от Земли. Что такое квазар. Один английский журналист остроумно заметил, что астрономы, говоря о квазарах, не знают ни что такое квазары, ни где находятся, ни каким образом излучают.
Самый большой квазар во Вселенной
Квазар, сокращение от "квазизвездный радиоисточник", — это чрезвычайно светящийся и энергичный астрономический объект, который можно обнаружить в центрах удаленных галактик. Таким образом, квазары как бы отмечают на шкале времени рождение галактик, которое в свою очередь свидетельствует о критическом состоянии материи Вселенной, уже достаточно охладившейся после первоначального взрыва. Квазар – тип объектов вселенной, которые отличаются достаточно высокой светимостью и таким малым угловым размером, что на протяжении нескольких лет после обнаружения их не получалось отличить от «точечных источников» – звёзд. Что такое Квазар? Квазар — это всего лишь одно из множества различных активных ядер Галактик, к которым также относятся Блазары, Радиогалактики и Галактики Сейферта.
Самый большой квазар во Вселенной
Ученые не совсем уверены, как и почему формируются астрофизические джеты, но известно, что те обычно можно увидеть вокруг квазаров и других сверхмассивных черных дыр. Но большая радиоструктура, окружающая галактику 3C 273, показала одинаковую яркость независимо от ее частоты. Впечатление художника от струи энергии, вырывающейся из квазара 3C 273. Посмотрите, какие еще странности таит в себе космос: 25фотографий Любите космос?
Из-за этого ученые на сегодняшний день могут рассмотреть только центр квазара — черную дыру. Физики сравнивают этот эффект с проезжающей вдалеке ночью машиной: увидеть можно только свет фар автомобиля, а вот марку и цвет рассмотреть невозможно. Фото: M.
Тогда рассмотреть квазары ученые могли только с помощью радиотелескопов, поэтому и дали этим астрономическим объектам такое название: термин «квазар» происходит от двух английских слов — quasi-stellar «квазизвездный», «похожий на звезду» и radio source «радиоисточник». С развитием технологий астрономы все чаще находили квазары. К 2005 году ученые знали о существовании 195 тыс. Этот квазар существовал , когда Вселенной было всего 780 млн лет. По оценкам ученых, возраст Вселенной на сегодняшний день составляет 13,8 млрд лет. Эдуардо Баньядосастроном Сегодня квазары исследуют, чтобы составить представление о молодой Вселенной: чем дальше от Земли находится объект, тем дольше от него идет свет и тем дальше в прошлое могут заглянуть астрономы.
Три самых необычных астрономических объекта Вселенной Самая старая галактика С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» в июле 2022 года астрономы открыли самую старую галактику, которая получила название GLASS-z13. Она находится в Располагается в Южном полушарии неба и содержит 55 звезд.
Это интересно С Земли нам, конечно, кажется, что самая яркая точка на небе — это Солнце. Однако эта удивительная во всех отношениях звезда, все равно что 10-ваттная лампочка, по сравнению с по-настоящему ярчайшими объектами космоса, например, теми же квазарами. Эти объекты представляют собой ослепляющие галактические ядра, сияющие так сильно благодаря своему голодному нраву. В их центрах находятся сверхмассивные черные дыры, пожирающие любую окружающую их материю. Совсем недавно ученые обнаружили самого яркого представителя. Его яркость превосходит солнечную почти в 600 триллионов раз. Для сравнения, самая яркая среди когда-либо обнаруженных астрономами галактик обладает светимостью «всего» 350 триллионов звезд. Логично спросить: как же астрономы пропустили столь яркий объект и обнаружили его только сейчас?
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. Где находятся загадочные небесные объекты 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.
Что такое квазары и блазары и в чем разница?
'Читайте в статье и узнайте, что такое квазары в космосе, какие исследования проводились по их обнаружению и о других интересных фактах. Подробности на сайте Космомерч'. Как будто вода в космосе — это такая редкость. Таким образом, модель «черная дыра-квазар» можно описать так: Сверхплотный объект огромной массы — черная дыра — располагается во вращающемся газовом диске, центральная часть которого является источником сверхактивного электромагнитного излучения и выделения.
Что такое квазар?
Квазар Источник энергии Эта теория, хотя и не единственная, но наиболее известна в настоящее время. Согласно ей квазар получает свою энергию за счёт гравитационного поля массивной черной дыры. Благодаря своему притяжению черная дыра разрушает пролетающие мимо звезды а, возможно, и целые галактики. Появившийся при этом процессе газ формируется в диск, окружающий черную дыру и со временем стягивается к ней. Из-за сжатия и быстрого вращения центральной части диска, он разогревается и даёт достаточно мощное излучение. Вещество диска отчасти «впитывается» черной дырой, увеличивая при этом ее массу, и частично покидает квазар в виде узко направленных потоков газа и космических лучей. Эта модель квазара изучается все более досконально, но всё же пока не может разъяснить все наблюдаемые свойства. По-прежнему неразгаданными являются формирование и эволюция квазаров.
Что такое квазар. Посмотреть в облаке. В центрах некоторых близких к Земле галактик отмечены процессы активности, похожие на квазары в меньших масштабах.
Это соотношение никак не может быть связано с различной природой квазаров и гамма-всплесков, поэтому заинтригованные ученые пытаются найти объяснение этому странному космическому феномену. Квазары квазизвездные объекты были впервые обнаружены в 1960 году. Ученые обратили внимание на звезды, которые отождествлялись с сильными радиоисточниками. Анализ спектров таких звезд показал, что они находятся на расстоянии, измеряемом миллиардами световых лет. При дальнейшем их изучении оказалось, что это не звезды, а ядра далеких галактик на стадии необычно высокой активности.
Мощность излучения квазаров превышает мощность Солнца в триллион раз, а связано это с поглощением вещества черными дырами в центрах отдаленных галактик. Гамма-всплески gamma ray burst, GRB , или гамма-взрывы, имеют другую природу. Они образуются при превращении массивных звезд в нейтронные звезды и черные дыры и являются наиболее мощными взрывами во Вселенной. Ученые не видели никакой связи между этими двумя объектами разной природы, пока не был сделан вывод о странном соотношении между ними. Результаты нового исследования, проведенного при помощи телескопа имени Уильяма Кека W.
Важная характеристика этих огромных черных дыр — их способность крайне быстро перемещаться. Они движутся с огромной скоростью по просторам вселенной, а потому представляют собой особо большую опасность. Ученые могут определить относительное направление: чем больше красного в спектре излучения, тем дальше квазар от наблюдателя.
Сейчас единственно близкий и обследованный стремительно удаляется от планеты, поэтому не представляет собой опасности для человечества. Квазар это начало или конец? Квазары — это очень особые явления, которые пока можно считать не изученным из-за критически малого объема доступной информации. Поэтому ученые выдвигают множество различных теорий. Например, некоторые считают, что именно таким образом зарождаются галактики. Обычные черные дыры появляются в результате гибели звезд, а квазары наоборот, когда достигнут критической массы, станут источником выброса переуплотненной материи, в результате образуются новые звезды, планеты и все остальные космические объекты. Квазары считаются главным элементом естественного рециклинга Вселенной: существующие галактики и звезды погибают, исчезают, переплавляются, а затем дают начало новым вселенским объектам.
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. 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 году списке Хьюитта — Бэрбриджа число квазаров 3594. В 2005 году группа астрономов использовала в своём исследовании данные уже о 195 000 квазаров [8]. Самые далёкие квазары, благодаря своей гигантской светимости, превосходящей в сотни раз светимость обычных галактик, регистрируются с помощью радиотелескопов на расстоянии более 12 млрд св.