Квазар (англ. quasar) — мощное и далёкое активное ядро галактики. Квазары являются одними из самых ярких объектов во Вселенной — их мощность излучения иногда в десятки и сотни раз превышает суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша.
Квазары: открытие, свойства и роль в эволюции галактик – лекция по астрономии
Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Обычно группа получает название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите. Группы — относительно свободные образования, тогда как семейства — более плотные, образованные в прошлом при разрушении крупных астероидов от столкновений с другими объектами. Сначала астероидам давали имена героев римской и греческой мифологии, позднее открыватели получили право называть их как угодно — например, своим именем. Вначале астероидам давались преимущественно женские имена, мужские имена получали только астероиды, имеющие необычные орбиты. Позднее и это правило перестало соблюдаться. В настоящее время имена астероидам присваивает Комитет по номенклатуре малых планет. Получить имя может не любой астероид, а лишь тот, орбита которого достаточно надёжно вычислена.
Галактики Млечный Путь Семейство миллиардов звёзд, к которому принадлежат Солнце и Солнечная система, собранное в сплющенный спиралевидный диск. Название Млечный Путь распространено в западной культуре и является заимствованным из древнегреческой мифологии. По древнегреческой легенде, Зевс решил сделать своего сына Геракла, рождённого от смертной женщины, бессмертным, и для этого подложил его спящей жене Гере, чтобы Геракл выпил божественного молока. Гера, проснувшись, увидела, что кормит не своего ребёнка, и оттолкнула его от себя. Брызнувшая из груди богини струя молока превратилась в Млечный Путь. В советской астрономической школе галактика Млечный Путь называлась просто «наша Галактика» или «система Млечный Путь»; словосочетание «Млечный Путь» использовалось для обозначения видимых звёзд, которые оптически для наблюдателя составляют Млечный Путь. Галактика содержит, по современной оценке, от 200 до 400 миллиардов звёзд.
Их основная масса расположена в форме плоского диска. Большая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало из тёмной материи, поэтому точное определение массы Млечного Пути весьма затруднено. По оценкам учёных, галактический диск, выдающийся в разные стороны в районе галактического центра, имеет диаметр около 100 000 световых лет. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звёзды и звёздные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звёзд. Газ в диске Галактики также сосредоточен в основном вблизи его плоскости.
Он распределён неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднородных по структуре облаков, протяжённостью свыше нескольких тысяч световых лет, к небольшим облакам размерами не более парсека. Галактика Далёкий космический объект, состоящий из гравитационно-связанной системы из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все галактики за исключением нашей — чрезвычайно далёкие астрономические объекты. Расстояние до ближайших из них измеряют в мегапарсеках, а до далёких — в единицах красного смещения z. Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь четыре галактики: галактика Андромеды, Большое и Малое Магеллановы Облака и галактика М33 в созвездии Треугольника. Общее количество галактик в наблюдаемой части Вселенной пока точно неизвестно. В 1990-х годах основываясь на наблюдениях космического телескопа «Хаббл» считали что, всего существует порядка 100 миллиардов галактик.
В 2016 году эту оценку пересмотрели и увеличили число галактик до двух триллионов. В 2021 году по новым данным, полученных космическим аппаратом New Horizons оценка числа галактик была вновь уменьшена, и теперь составляет всего несколько сотен миллиардов. Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой баром , линзовидные, карликовые, неправильные и т. Галактики не имеют чётких границ. Нельзя точно сказать, где кончается галактика и начинается межгалактическое пространство. Спектр галактик складывается из излучения всех составляющих её объектов. Спектр среднестатистической галактики имеет два локальных максимума.
Основной источник излучения — это звёзды, максимум интенсивности излучения большинства из них находится в оптическом диапазоне первый максимум. Обычно в галактике много пыли, которая поглощает излучение в оптическом диапазоне и переизлучает его в инфракрасном диапазоне. Отсюда второй максимум — в инфракрасной области. Звёзды Солнце Звезда самая близкая к Земле и единственная в Солнечной системе. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V - желтый карлик. Эффективная темпетарура поверхности Солнца — 5780 кельвин. Солнце состоит из водорода и гелия, а также других элементов: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, угрерода, неона, кальция и хрома.
Звезда вырабатывает энергию путем термоядерного синтеза. В случае Солнца подавляющая часть энергии вырабатывается при синтезе гелия из водорода. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот за 225—250 миллионов лет. В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между руковом Персея и рукавом Стрельца, в так называемом Местном межзвездном облаке — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность Местном пузыре — зоне рассеянного высокотемпературного межзвездного газа. Текущий возраст Солнца равен приблизительно 4,5 миллиарда лет. Звезда обладает мощным магнитным полем, напряженность которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле.
Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, позволяющие использовать его для дизенфекции воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты, например стимулирует производство в организме витамина D. Звезда Небесное тело в виде раскалённого газового шара огромной массы и величины, в котором протекают активные термоядерные процессы. Ближайшей к Земле звездой является Солнце, другие звёзды на ночном небе выглядят как точки различной яркости, сохраняющие своё взаимное расположение. Звёзды различаются структурой и химическим составом, а такие параметры, как радиус, масса и светимость, у разных звёзд могут отличаться на порядки. Самая распространённая схема классификации звёзд — по спектральным классам — основывается на их температуре и светимости. Кроме того, среди звёзд выделяют переменные звёзды, которые меняют свой видимый блеск по различным причинам, с собственной системой классификации.
Звёзды часто образуют гравитационно-связанные системы: двойные или кратные системы, звёздные скопления и галактики. Со временем звёзды меняют свои характеристики, так как в их недрах проходит термоядерный синтез, в результате которого меняется химический состав и масса — это явление называется эволюцией звёзд, и в зависимости от начальной массы звезды она может проходить совершенно по-разному. Расстояния до звёзд измеряются различными методами. Расстояния до самых близких звёзд измеряют методом годичных параллаксов. Для измерения расстояния до более далёких звёзд используются другие методы, например, фотометрический метод: если известно, какая у звезды абсолютная светимость, то, сравнивая её с освещённостью, можно определить расстояние до звезды. Совокупность методов определения расстояний, в том числе до звёзд, образует шкалу расстояний в астрономии. Химический состав звёзд также различается.
У всех звёзд имеется магнитное поле. Например, у Солнца оно непостоянно, имеет сложную структуру, и его напряжённость в пятнах может достигать 4000 эрстед. Квазары Квазар Самый отдалённый, самый яркий и самый мощный объект глубокого космоса, выделяющий огромное количество энергии и излучающий радиоволны. 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 и имеющего помимо космологического гравитационное красное смещение. В первую очередь квазары были определены 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. Следы родительских галактик вокруг квазаров были обнаружены лишь позднее.
Квазары обнаруживаются на очень широком диапазоне расстояний, и исследования по обнаружению квазаров показали, что в далеком прошлом активность квазаров была более распространенной. Пик эпохи квазарной активности был примерно 10 миллиардов лет назад. Квазары называют маяками Вселенной. Они видны с огромных расстояний, по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной, определяют распределение вещества на луче зрения: сильные спектральные линии поглощения водорода разворачиваются в лес линий по красному смещению поглощающих облаков. Ввиду большой удалённости квазары, в отличие от звёзд, выглядят практически неподвижными не имеют параллакса , поэтому радиоизлучение квазара используется для высокоточного определения с Земли параметров траектории автоматической межпланетной станции. 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.
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. Кометы Комета Небольшое каменно-ледяное небесное тело, обращающееся вокруг Солнца по вытянутой орбите. При приближении к Солнцу образует кому и иногда хвост из газа и пыли. Кометы, прибывающие из глубин космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который движется за ней в пространстве.
Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «большими великими кометами».
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.
Keck , и данные, полученные космической обсерваторией «Свифт» Swift , говорят о том, что перед каждым из 4-х хаотично выбранных гамма-всплесков с большой вероятностью будет находиться по одной галактике, тогда как при наблюдении четырех различных квазаров галактика окажется только перед одним из них.
Credit: Robin Dienel У астрономов есть два предположения, чем являются три отдельных ярких компонента P352-15. С другой стороны, ядро может находиться в центре, а другие объекты — два сверхбыстрых потока частиц, выбрасываемых в противоположных направлениях. Но поскольку один из крайних объектов находится ближе остальных к квазару, видимому в оптическом диапазоне, первый вариант считается более вероятным. Мы с нетерпением ждем возможности разгадать его тайны, и последующие наблюдения помогут нам в этом», — заключил Крис Карилли.
Другими словами, лампа маяка не вращается, а просто меняет яркость. Встречаются среди нейтронных звёзд и гибриды, которые и вращаются, и пульсируют одновременно. Однако природа нейтронных звёзд содержит ещё немало загадок для учёных. Квазары Один квазар светится сильнее, чем вся наша Галактика, примерно в 10000 раз. Энергии среднего, ничем не примечательного, квазара хватило бы на то, чтобы снабжать всю Землю электроэнергией в течение нескольких миллиардов лет. А некоторые из квазаров излучают энергии в 60 тыс. Квазары — самые далёкие из тех космических объектов, которые можно наблюдать с Земли. По причине невероятной светимости, их можно наблюдать на расстоянии в 10 млрд лет. Самая удивительная особенность этих объектов в том, что они небольшие по размеру, но выделяют поистине чудовищную энергию во всех областях спектра электромагнитных волн, особенно в инфракрасной области. Глядя в телескоп на эти светящиеся точки, можно принять их за звёзды. Но звёздами они не являются. Это — некий светящийся радиоисточник в чистом виде. По своим свойствам эти псевдозвёздные радиоисточники похожи на активные ядра галактик.
Квазар - это... Что такое квазар?
Шмидт пришел к выводу, что 3C 273 может быть либо отдельной звездой диаметром около 10 км внутри или вблизи нашей галактики, либо далеким активным ядром галактики. Он заявил, что предположение об отдаленном и чрезвычайно мощном объекте, скорее всего, будет правильным [17]. Объяснение сильного красного смещения в то время не было общепринятым. Главной проблемой было огромное количество энергии, которое эти объекты должны были бы излучать, если бы они были на таком расстоянии.
В 1960-х годах ни один общепринятый известный механизм не мог объяснить этого. Принятое в настоящее время объяснение, что это происходит из-за падения вещества в аккреционном диске в сверхмассивную чёрную дыру, было предложено только в 1964 году Зельдовичем и Эдвином Салпетером [36] , и даже тогда оно было отвергнуто многими астрономами, потому что в 1960-х годах существование черных дыр всё ещё широко рассматривалось как теоретическое и слишком экзотическое и ещё не было подтверждено, что многие галактики включая нашу имеют сверхмассивные чёрные дыры в их центре. Странные спектральные линии в их излучении и скорость изменения, наблюдаемая у некоторых квазаров, многими астрономам и космологам объяснялось, что объекты были сравнительно небольшими и, следовательно, возможно, яркими, массивными, но не настолько далёкими; соответственно, что их красные смещения происходили не из-за расстояния или скорости удаления от нас из-за расширения Вселенной, а из-за какой-то другой причины или неизвестного процесса, означающего, что квазары не были действительно настолько яркими объектами на экстремальных расстояниях.
Различные объяснения были предложены в 1960-х и 1970-х годах и у каждого были свои недостатки. Было высказано предположение, что квазары являются близлежащими объектами, и что их красное смещение связано не с расширением пространства объясняется специальной теорией относительности , а со светом, выходящим из глубокой гравитационной ямы гравитационное красное смещение объясняется общей теорией относительности. Это потребовало бы массивного объекта, который также объяснил бы высокую яркость.
Однако звезда, обладающая достаточной массой для получения измеренного красного смещения, будет нестабильной и превысит предел Хаяси [37]. Квазары также показывают запрещенные спектральные эмиссионные линии, которые ранее были видны только в горячих газовых туманностях низкой плотности, которые были бы слишком диффузными, чтобы одновременно генерировать наблюдаемую мощность и вписываться в глубокую гравитационную яму [38]. Были также серьёзные космологические опасения относительно идеи далеких квазаров.
Один сильный аргумент против них заключался в том, что они подразумевали энергии, которые намного превышали известные процессы преобразования энергии, включая ядерный синтез. Были некоторые предположения, что квазары были сделаны из некоторой неизвестной ранее формы стабильных областей антивещества и мы наблюдаем область его аннигиляции с обычным веществом, и это могло бы объяснить их яркость [39]. Другие предполагали, что квазары были концом белой дыры червоточины [40] [41] или цепной реакцией многочисленных сверхновых.
В конце концов, начиная примерно с 1970-х годов, многие свидетельства включая первые рентгеновские космические обсерватории, знания о черных дырах и современные модели космологии постепенно продемонстрировали, что красные смещения квазара являются подлинными, и, из-за расширения пространства, что квазары на самом деле столь же мощные и столь же далекие, как предположили Шмидт и некоторые другие астрономы, и что их источником энергии является вещество из аккреционного диска, падающего на сверхмассивную чёрную дыру. Это предположение укрепилось благодаря важнейшим данным оптического и рентгеновского наблюдения галактик-хозяев квазара, обнаружение «промежуточных» линий поглощения, объясняющих различные спектральные аномалии, наблюдения гравитационного линзирования, обнаружение Петерсоном и Ганном в 1971 году факта, что галактики, содержащие квазары, показали такое же красное смещение, что и квазары и открытие Кристианом в 1973 году, что «туманное» окружение многих квазаров соответствовало менее светящейся галактике-хозяину. Эта модель также хорошо согласуется с другими наблюдениями, которые предполагают, что многие или даже большинство галактик имеют массивную центральную чёрную дыру.
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.
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. 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.
Астрономы примерно подсчитали, что галактика, в которой находится самый яркий квазар, производит ежегодно около 10 000 новых звезд, что делает наш Млечный Путь на ее фоне настоящим лентяем. В нашей галактике, говорят астрономы, в среднем в год рождается всего одна звезда. Тот факт, что столь яркий квазар удалось засечь только сейчас в очередной раз показывает, насколько астрономы на самом деле ограничены в своих возможностях обнаружения этих объектов. Исследователи говорят, что из-за расстояний большинство квазаров определяется по их красному цвету , однако очень многие из них могут попадать в «тень» галактик, которые находятся перед этими объектами. Эти галактики делают изображения квазаров более размытыми и их цвет уходит сильнее в синий диапазон спектра. Просто потому, что они могли показаться нам непохожими на квазары из-за своего синего смещения», — говорит Фань. Возможно, полагаясь на анализ больших наборов данных».
С помощью космического телескопа «Хаббл» ученые смогли подтвердить, что квазар они видят с помощью эффекта гравитационного линзирования.
Но помните… квазары очень далеко. Они так далеко от нас, что мы наблюдаем только активное ядро или ядро галактики, в которой они находятся. Мы ничего не видим в галактике, кроме его яркого центра. Это все равно, что увидеть дальнюю фару автомобиля ночью: вы понятия не имеете, на какой тип автомобиля вы смотрите, поскольку все, кроме фары, находится в темноте. Представление художника о квазаре «J0313-1806», самом далеком известном квазаре. Квазары — это очень яркие объекты в ранней Вселенной, которые, как считается, питались сверхмассивными черными дырами. Сейфертовские галактики С другой стороны, есть галактики, которые не классифицируются как квазары, но все же имеют яркие активные центры, где мы можем видеть остальную часть галактики. Примером этого типа AGN является сейфертовская галактика, названная в честь покойного астронома Карла Кинана Сейферта Carl Keenan Seyfert , который первым их идентифицировал.
NGC 1068 Messier 77 была одной из первых классифицированных сейфертовских галактик. Это самая яркая и одна из самых близких и наиболее изученных сейфертовских галактик типа 2, и она является прототипом этого класса. Это изображение 2013 года получено космическим телескопом Хаббл. Они не классифицируются как квазары, потому что они намного моложе и имеют четко определенную структуру. Галактики, содержащие квазары, молоды и бесформенны. Но только представьте себе количество энергии, необходимое для достаточного освещения объекта, чтобы он стал видимым в радиоволнах из самых дальних уголков Вселенной. Это похоже на то, как моряк может увидеть отдаленный маяк через весь океан. Квазары могут излучать в тысячу раз больше энергии, чем суммарная светимость примерно 200 миллиардов звезд в нашей собственной галактике Млечный Путь. Типичный квазар в 27 триллионов раз ярче нашего Солнца!
Замените солнце в небе квазаром, и его невероятная яркость мгновенно ослепит вас, если вы будете достаточно безрассудны, чтобы посмотреть на него прямо. Если бы вы поместили квазар на расстоянии Плутона , он испарил бы все земные океаны в пар за одну пятую секунды. Галактическая эволюция Астрономы считают, что большинство, если не все, крупные галактики прошли так называемую «квазарную фазу» в молодости, вскоре после своего образования. Если это так, то их яркость уменьшилась, когда у них закончилось вещество, чтобы питать аккреционный диск, окружающий их сверхмассивные черные дыры. После этой эпохи галактики погрузились в состояние покоя, их центральные черные дыры лишились материала, которым можно было бы питаться. Однако было замечено, что черная дыра в центре нашей собственной галактики ненадолго вспыхивает, когда проходящий материал попадает в нее, испуская радиоволны и рентгеновские лучи. Вполне возможно, что черная дыра может разорвать на части целые звезды и поглотить их, когда они пересекают ее горизонт событий, точку невозврата. Имейте в виду, однако, что наши знания об эволюции галактик — от молодого квазара до покоящейся галактики среднего возраста — далеко не полны. Галактики часто дают нам исключения, и в качестве примера нам не нужно смотреть дальше нашего Млечного Пути.
Теперь мы знаем, например, что 3,5 миллиона лет назад в центре нашей галактики произошел гигантский взрыв, известный как сейфертовская вспышка.
Яркий и далекий квазар позволяет увидеть, что происходило в молодой Вселенной
Коллеги обнаружили, что участок в созвездии Треугольник сильно излучает в радиодиапазоне и другом длинноволновом спектре, но визуально в этой области неба не заметно практически ничего кроме тусклой звезды 16-я звёздная величина. Объект был занесён в каталог космических радиоисточников, а в течение 1960-х было открыто ещё четыре таких объекта. Название «квазар», которое они получили, означает «квазизвёздный радиоисточник». Первоначально Сэндидж и Мэтьюз сочли, что наблюдают очень тусклый остаток от взрыва сверхновой либо нейтронную звезду.
Но в 1982 году вокруг 3C 48 была обнаружена «туманность», после чего астрономы измерили красное смещение у 3C 48 и у этой «туманности». Эти значения оказались огромными и при этом одинаковыми. Таким образом, «туманность» была далёкой галактикой, а «остаток звезды» — её активным ядром.
Расстояние до 3C 48 составляет 3,9 миллиарда световых лет. Соответственно, квазар относительно компактен, возможно, сравним по размеру с Солнечной системой, но излучает, как миллионы звёзд, ярче, чем обычная галактика или даже несколько галактик. Его яркий свет наблюдается с Земли как радиоволны из-за сильнейшего доплеровского эффекта.
В течение 1980-х теорию светимости квазаров сформулировал британский астрофизик Дональд Линден Белл , однако в конце 1960-х никто бы не стал всерьёз сравнивать квазар с активным галактическим ядром. Термин «чёрная дыра» вообще появился только в 1967 году, его придумал Джон Уилер , продолжавший разработку общей теории относительности. В начале 1970-х активно изучалась центральная часть Млечного Пути, которая при наблюдении с Земли расположена в созвездии Стрельца.
В 1971 году по конфигурации звёздных орбит в этом регионе можно было предположить, что все центральные звёзды обращаются вокруг компактного объекта, масса которого составляет 105—1011 солнечных, причём сам этот объект ничего не излучает. По свойствам это могла быть только чёрная дыра. Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики М87.
Это первое в истории изображение чёрной дыры получено в 2019 году Но в 1970-е версия о том, что в центре нашей Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, не увязывалась с другим открытием , сделанным в 1943 году. Это открытие принадлежит американскому астроному Карлу Сейферту, который обнаружил, что небольшое подмножество галактик обладает не тусклыми, а, напротив, сияющими активными ядрами. При этом оно окружено плотными облаками межзвёздного газа; проходя через них, ультрафиолетовые волны удлиняются и попадают в видимый спектр.
Таким образом, к концу XX века о квазарах были известны следующие ключевые факторы. Все квазары расположены очень далеко от нас, в миллиардах световых лет. Можно предположить, что пик активности квазаров во Вселенной прошёл 10 миллиардов лет назад Квазар — это компактное галактическое ядро, отчасти похожее на ядро такого типа, что наблюдается в сейфертовской галактике.
Однако на самом деле квазар в тысячи раз ярче целых галактик Квазар быстро обращается вокруг своей оси именно этим может объясняться быстрое изменение светимости, зафиксированное у некоторых квазаров Квазар кажется радиогалактикой, так как его излучение чрезвычайно удлиняется в результате доплеровского эффекта.
Замените солнце в небе квазаром, и его невероятная яркость мгновенно ослепит вас, если вы будете достаточно безрассудны, чтобы посмотреть на него прямо. Если бы вы поместили квазар на расстоянии Плутона , он испарил бы все земные океаны в пар за одну пятую секунды. Галактическая эволюция Астрономы считают, что большинство, если не все, крупные галактики прошли так называемую «квазарную фазу» в молодости, вскоре после своего образования.
Если это так, то их яркость уменьшилась, когда у них закончилось вещество, чтобы питать аккреционный диск, окружающий их сверхмассивные черные дыры. После этой эпохи галактики погрузились в состояние покоя, их центральные черные дыры лишились материала, которым можно было бы питаться. Однако было замечено, что черная дыра в центре нашей собственной галактики ненадолго вспыхивает, когда проходящий материал попадает в нее, испуская радиоволны и рентгеновские лучи. Вполне возможно, что черная дыра может разорвать на части целые звезды и поглотить их, когда они пересекают ее горизонт событий, точку невозврата.
Имейте в виду, однако, что наши знания об эволюции галактик — от молодого квазара до покоящейся галактики среднего возраста — далеко не полны. Галактики часто дают нам исключения, и в качестве примера нам не нужно смотреть дальше нашего Млечного Пути. Теперь мы знаем, например, что 3,5 миллиона лет назад в центре нашей галактики произошел гигантский взрыв, известный как сейфертовская вспышка. Ученые называют эти огромные доли пузырьками Ферми, и сегодня они видны в гамма- и рентгеновском диапазонах очень высокочастотное электромагнитное излучение.
Так что астрономы все еще изучают особенности эволюции галактик. Художественная концепция ошеломляющих пузырей Ферми, обнаруженных в 2010 году. Эти огромные доли простираются выше и ниже плоскости нашей галактики Млечный Путь. Они светятся в гамма- и рентгеновских лучах и поэтому невидимы для человеческого глаза.
На графике показано, как космический телескоп Хаббла использовался для исследования света от далекого квазара для анализа пузырей Ферми. Свет квазара прошел через один из этих пузырей. На этом свете запечатлена информация о скорости истечения, составе и, в конечном счете, массе. Таким образом, квазары не только загадочны, но и могут быть полезны!
История открытия квазара Действительно, история квазаров не была легкой дорогой для астрономов. Первые открытия в конце 1950-х годов были сделаны астрономами с помощью радиотелескопов. Они видели звездообразные объекты, излучающие радиоволны отсюда и квазизвездные радиообъекты , но не видимые в оптические телескопы. Их сходство со звездами, их яркость и небольшой угловой диаметр по понятным причинам заставили астрономов того времени предположить, что они смотрели на объекты в нашей собственной галактике.
Однако изучение радиоспектров этих объектов показало, что они более загадочны, чем кто-либо ожидал. Многие ранние наблюдения квазаров, в том числе «3C48» и «3C273», первых двух открытых квазаров, были проведены в начале 1960-х годов британско-австралийским астрономом Джоном Болтоном John Bolton. Его и его коллег озадачило, что квазары не видны в оптические телескопы. Они хотели найти так называемые «оптические аналоги» квазаров, то есть квазар, который был бы виден их глазам в телескоп, а не только с помощью радиоинструментов.
Сравнение и анализ различных гипотез о возникновении квазаров во Вселенной. Контент доступен только автору оплаченного проекта Роль квазаров в космологии Исследование важности квазаров для космологических моделей и теорий. Анализ влияния квазаров на понимание структуры и развития Вселенной. Контент доступен только автору оплаченного проекта Перспективы исследований квазаров Обсуждение будущих направлений исследований квазаров, включая новые методы наблюдения, прогнозы развития и практическое применение результатов исследований. Контент доступен только автору оплаченного проекта Заключение Описание результатов работы, выводов. Контент доступен только автору оплаченного проекта Список литературы Список литературы. Контент доступен только автору оплаченного проекта Нужен реферат на эту тему?
Также радиоастрономия помогает обнаруживать новые квазары и изучать их распределение во Вселенной. Моделирование и компьютерные симуляции Для лучшего понимания квазаров и их роли в эволюции галактик, ученые используют компьютерные модели и симуляции. Они создают модели, которые учитывают физические процессы, происходящие в квазарах, и позволяют предсказывать их поведение.
Это помогает ученым проверять гипотезы и разрабатывать новые теории о происхождении и эволюции квазаров. Все эти методы исследования позволяют ученым расширить наши знания о квазарах и их роли в Вселенной. Они помогают нам лучше понять процессы, происходящие в галактиках и взаимодействие между ними. Исследование квазаров является важным шагом в понимании эволюции Вселенной и ее структуры. Значение квазаров в современной астрономии Квазары играют важную роль в современной астрономии и имеют большое значение для нашего понимания Вселенной. Вот несколько основных аспектов, которые делают квазары такими значимыми: Исследование ранней Вселенной Квазары являются самыми далекими и яркими объектами во Вселенной. Изучение квазаров позволяет ученым получить информацию о состоянии и свойствах Вселенной на ранних стадиях ее развития. Квазары помогают нам понять, как формировались галактики и как эволюционировала Вселенная в целом. Исследование активных галактических ядер Квазары являются одним из типов активных галактических ядер АГЯ. Изучение квазаров позволяет ученым лучше понять процессы, происходящие в АГЯ и их влияние на эволюцию галактик.
Квазары помогают нам разобраться в механизмах, которые приводят к активности галактических ядер, и их влиянии на окружающую среду. Исследование черных дыр Квазары считаются результатом активности сверхмассивных черных дыр. Изучение квазаров позволяет ученым лучше понять свойства и поведение черных дыр. Квазары помогают нам разобраться в процессах, происходящих вблизи черных дыр, и их влиянии на окружающую среду, включая гравитационные взаимодействия и выбросы материи. Исследование эволюции галактик Квазары играют важную роль в понимании эволюции галактик. Изучение квазаров позволяет ученым лучше понять процессы, происходящие в галактиках на разных стадиях их развития. Квазары помогают нам узнать о формировании и росте галактик, взаимодействии между галактиками и влиянии окружающей среды на их эволюцию. В целом, изучение квазаров позволяет ученым расширить наши знания о Вселенной и ее структуре. Квазары являются ключевыми объектами для понимания процессов, происходящих в галактиках и Вселенной в целом. Они помогают нам лучше понять эволюцию Вселенной, формирование галактик и роль черных дыр в этом процессе.
Таблица свойств квазаров.
Неясно, что случилось: Учёных встревожил самый мощный в истории взрыв в космосе
Источником яркости квазаров в широком диапазоне электромагнитных волн являются сверхразогретые внутренние границы аккреационных дисков вокруг сверхмассивных чёрных дыр. квазизвездных радиоисточников, природа которых является загадкой для астрономии. Квазары в космосе. Квазар – это самый смертоносный объект во вселенной. Он способен уничтожить не только планету или звезду, но и целую галактику. К примеру, даже такую галактику как наш млечный путь. Астрономы называют квазары маяками вселенной. Название квазар (quasar) – обозначает “звездообразный радиоисточник”, хотя на данный момент обнаружено, что многие квазары не так уж и активны в радиодиапазоне.
Что такое квазар в космосе
| Квазары – маяки Вселенной | Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. |
| Астрономы нашли пропущенный в предыдущих обзорах неба необычно яркий квазар | Космос – это не просто великое ничто, бесконечное пространство без кислорода и звуков. |
| Telegram: Contact @news_cosmos_fizika | Что такое Квазар? Квазар — это всего лишь одно из множества различных активных ядер Галактик, к которым также относятся Блазары, Радиогалактики и Галактики Сейферта. |
Что такое Пульсары и Квазары. Тайны Вселенной. Документальный фильм в HD.
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. Квазар 3C 273 Просторы Вселенной не прекращают удивлять земных наблюдателей разнообразием загадочных объектов, а одним из невероятных открытий космологии ушедшего столетия стали квазары. Астрофизики предложили способ, как найти «червоточины» в космосе. 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. Ученые описывают наблюдение квазара PSO J352.4034-15.3373 (P352-15), необычайно яркого источника радиоволн, удаленного от Земли на 13 миллиардов световых лет.
Обнаружен очень далекий квазар, который поможет раскрыть тайны ранней Вселенной
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. Ефремовым и А. Шаровым по фотометрическим измерениям снимков источника 3C 273 была открыта переменность блеска квазаров с периодом всего лишь в несколько дней [7].
Впечатление художника от струи энергии, вырывающейся из квазара 3C 273. Посмотрите, какие еще странности таит в себе космос: 25фотографий Любите космос? Он может стать ближе: 143фотографии.
Ученые используют различные методы и инструменты для изучения этих загадочных объектов. Телескопы Одним из основных инструментов для наблюдения квазаров являются телескопы. Современные телескопы оборудованы высокочувствительными детекторами, которые позволяют регистрировать слабые сигналы от удаленных квазаров.
Телескопы могут работать в различных диапазонах электромагнитного спектра, включая видимый свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Спектроскопия Спектроскопия — это метод, который позволяет анализировать свет, излучаемый квазарами. Ученые изучают спектры квазаров, чтобы определить их состав, температуру, скорость движения и другие характеристики. Спектроскопия также позволяет идентифицировать эффекты, вызванные гравитационным линзированием, когда свет от квазара проходит через галактику, находящуюся на его пути.
Радиоастрономия Квазары излучают интенсивное радиоизлучение, поэтому радиоастрономия играет важную роль в их исследовании. Радиотелескопы позволяют ученым изучать радиоизлучение квазаров и определять их структуру и свойства. Также радиоастрономия помогает обнаруживать новые квазары и изучать их распределение во Вселенной. Моделирование и компьютерные симуляции Для лучшего понимания квазаров и их роли в эволюции галактик, ученые используют компьютерные модели и симуляции.
Они создают модели, которые учитывают физические процессы, происходящие в квазарах, и позволяют предсказывать их поведение. Это помогает ученым проверять гипотезы и разрабатывать новые теории о происхождении и эволюции квазаров. Все эти методы исследования позволяют ученым расширить наши знания о квазарах и их роли в Вселенной. Они помогают нам лучше понять процессы, происходящие в галактиках и взаимодействие между ними.
Исследование квазаров является важным шагом в понимании эволюции Вселенной и ее структуры. Значение квазаров в современной астрономии Квазары играют важную роль в современной астрономии и имеют большое значение для нашего понимания Вселенной. Вот несколько основных аспектов, которые делают квазары такими значимыми: Исследование ранней Вселенной Квазары являются самыми далекими и яркими объектами во Вселенной. Изучение квазаров позволяет ученым получить информацию о состоянии и свойствах Вселенной на ранних стадиях ее развития.
Квазары помогают нам понять, как формировались галактики и как эволюционировала Вселенная в целом. Исследование активных галактических ядер Квазары являются одним из типов активных галактических ядер АГЯ. Изучение квазаров позволяет ученым лучше понять процессы, происходящие в АГЯ и их влияние на эволюцию галактик. Квазары помогают нам разобраться в механизмах, которые приводят к активности галактических ядер, и их влиянии на окружающую среду.
Исследование черных дыр Квазары считаются результатом активности сверхмассивных черных дыр. Изучение квазаров позволяет ученым лучше понять свойства и поведение черных дыр.
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. 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. Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик.
Квазары сравнивают с маяками Вселенной. 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 [2].
Квазары и пульсары
самый большой и опасный объект в космосе. Квазары — это самые яркие объекты в космосе и самые разрушительные. Они были открыты учеными в 1960-х и обозначались как радиозвезды, потому что их смогли найти только при помощи мощного радиооптического телескопа. квазизвездных радиоисточников, природа которых является загадкой для астрономии. Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. квазары космос. Один из ближайших к нам квазаров (3С 273) имеет красное смещение и блеск, соответствующий расстоянию приблизительно в 3 млдр. световых лет.
Обнаружен самый яркий квазар во Вселенной. Он в 600 триллионов раз ярче нашего Солнца
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? Причина проста. Квазар находится практически на другом краю Вселенной, на расстоянии около 12,8 миллиарда световых лет.
Свет от наиболее далекого из известных в настоящее время квазаров был испущен спустя всего примерно 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Современный возраст Вселенной оценивается около 13,7 миллиарда лет. Таким образом, квазары служат уникальными лабораториями. Они позволяют пролить свет на загадочную природу возникновения сверхмассивных черных дыр, на характер взаимодействия вещества как с ними, так и с далекими маяками, позволяющими исследовать геометрию и динамику нашей Вселенной. Так чем уникален открытый австралийскими учеными квазар J0529-4351? Своей яркостью? Илья Потравнов: Действительно, по оценкам исследователей, он обладает наибольшей светимостью среди всех известных объектов этого типа благодаря тому, что в его центре находится черная дыра с массой около 19 миллиардов солнечных масс. Это очень массивная, хоть и не рекордная черная дыра со значительным темпом аккреции - более одной солнечной массы в день. Правда, нельзя с уверенностью утверждать, что такой высокий темп аккреции поддерживался на протяжении всего существования этого объекта. Но в настоящий момент J0529-4351 является квазаром с наибольшей светимостью.
Дальнейшие его исследования помогут лучше понять природу и эволюцию сверхмассивных черных дыр. Ведь до сих пор не существует общепринятого взгляда на их происхождение. Также важно понять характер движения вещества в ближайших окрестностях этой черной дыры. Но, в принципе, J0529-4351 - не самый далекий из известных квазаров.
Перемещаясь вдоль силовых линий, электроны испускают излучение в направлении своего движения. Это излучение представляет собой два узких пучка электромагнитных волн. Во внешнем слое нейтронной звезды происходят и другие необычные явления. Там, где плотность вещества ещё недостаточно велика для разрушения ядер, они могут образовывать кристаллическую структуру. И звезда покрывается жёсткой коркой, подобной земной коре, но только в невообразимое число раз плотнее. При замедлении вращения пульсара в этой твердой корке создаются напряжения. После того, как они достигнут определенной величины, корка начинает раскалываться. Это явление называется звездотрясением по аналогии с земными тектоническими процессами. Возможно, такими звездотрясениями объясняются скачкообразные изменения периодов некоторых пульсаров. Несколько похоже проявляют себя "новые" звезды - звёзды, светимость которых внезапно увеличивается в несколько тысяч раз. Все новые звёзды являются тесными двойными системами, состоящими из белого карлика и звезды-компаньона. В таких системах происходит перетекание вещества внешних слоев звезды-компаньона на белый карлик, перетекающее вещество образует вокруг белого карлика аккреционный диск, скорость аккреции на белый карлик постоянна и определяется параметрами звезды-компаньона и отношением масс звёзд - компонентов двойной системы.
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 Баньядос астроном 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 созвездии Скульптора и сформировалась примерно через 300 млн лет после возникновения Вселенной. Для сравнения, возраст Млечного Пути ученые оценивают в 10 млрд лет, а Солнечной системы — в 4,5 млрд лет.