Astronomii au din timpuri stravechi ca ordine - toate acestea numărate, clasificate și identificate. Cu toate acestea, cerul de noapte nu încetează să uimească observatorul atent și aruncă în mod constant obiecte noi si necunoscute in cataloage stele. Quasarii descoperite în urmă cu doar 40 de ani, nu un pic oamenii de știință de luminozitate fenomenale si dimensiuni compacte nedumerit. Și doar recent, astrofizicienii au reușit să înțeleagă modul în care aceste „dinozauri ai Universului“ trage energia necesară să strălucească în cerul înstelat, cu o strălucire minunată.
În fotografie: o stea a venit la gaura neagra masiva gravitatia, prima sfâșiată de forțele de maree, și apoi, ca un gaz strălucitor luminos puternic ionizat este absorbit de gaura neagră. După o astfel de „iubire“ stelei se rotește numai în jurul găurii negre un nor pic rare.
deschidere „nenecesar“
În 1960, astronomii T. Matthews și A. Sandage, lucrează la un telescop de 5 metri, situat la Palomar Mountain din California, găsit cufundată, abia vizibile într-un telescop amator o magnitudine de 13 stele observate în constelația Fecioara. Și din cauza acestei aprindere prin scânteie!
În același 1963 273 3C a fost identificat cu sursa puternica de radio. telescoape radio atunci nu au fost la fel de precisă pentru a determina direcția de sosire a undelor radio, așa cum sunt acum, coordonatele, astfel stelare ale Quasar 3C 273 au fost determinate prin observarea acoperirea pe Observatorul Moon „Parkskom“ în Australia. Astfel, înainte de privirea astrofizica dezorientați apărut obiect destul de neobișnuit, o strălucire luminoasă în undele radio vizibile și electromagnetice. În momentul de față, a găsit mai mult de 20 mii de aceste stele, cum ar fi obiecte, dintre care unele sunt, de asemenea, în mod clar vizibile în lungimile de undă cu raze X și de radio.
astronomii Moscova A. Sharov, și Yu Efremov a decis pentru a afla cum de a schimba luminozitatea de 273 3C în trecut. Ei au găsit 73 poze ale acestui obiect, dintre care cele mai vechi datează din 1896. Sa dovedit faptul că obiectul 3C 273 schimbat de mai multe ori în luminozitate de aproape 2 ori, și, uneori, de exemplu, în perioada 1927-1929 de 3-4 ori.
Trebuie spus că fenomenul de luminozitate variabilă a fost descoperită chiar mai devreme. De exemplu, cercetările efectuate la Observatorul Pulkovo în 1956, a arătat că nucleul galaxiei NGC 5548 este suficient de puternic schimbări în timp în luminozitate.
Acum, experții înțeleg importanța acestei observații, dar în urmă cu câteva decenii, oamenii de știință au fost convinși că radiațiile din nuclee galactice în domeniul optic este furnizat exclusiv de miliarde sunt acolo stele, și chiar dacă câteva mii dintre ei, indiferent de motiv, opriți, atunci acest Pământ mult nu va fi. Deci, motivat oamenii de știință, cele mai multe dintre stelele din miezul galaxiei ar trebui să fie „intermitent“ în sincronizare! Deși, desigur, funcționează într-o orchestră similară dincolo de puterea oricărui conductor. Astfel, din cauza incomprehensibilitatea sale absolute a acestei descoperiri și nu a atras prea mult atentia.
Alte observații au arătat că modificarea intensității emisiei, cu o perioadă de câteva luni - un fenomen comun pentru quasari, și mărimea câmpului de radiație nu depășește distanța pe care lumina se în aceleași luni. Pentru a schimba la toate punctele de sincronizare a avut loc, este necesar să se schimbe informații cu privire la timpul de pornire pentru a ajunge la toate punctele. Este clar că problema quasarul emite lumină nu este pe echipa, dar din cauza proceselor în curs de desfășurare pe ea, dar faptul de sincronicitate, adică simultaneitatea, schimbări în condițiile și valorile de emisie indică compactitatea Quasar. Diametrul majorității quasari, aparent, nu este mai mult de un an-lumina, care este de 100 de mii de ori mai mică decât dimensiunea galaxiei, și ei strălucesc cu ori ca o sută de galaxii.
Anuar al personalităților
Așa cum se întâmplă de obicei, imediat după descoperirea quasari a început încercări de a introduce noi legi ale fizicii, deși la început nu a fost clar chiar și din ce anume substanța în care sunt compuse, spectrul luminii quasar a fost atât de neobișnuit. Cu toate acestea, nu a fost mult timp, iar compoziția chimică a quasarilor care emit regiuni au fost identificate din liniile spectrale ale elementelor chimice cunoscute. Hidrogen și heliu pe pământ quasari sunt identice, doar spectrul luminii lor, așa cum sa dovedit, puternic deplasat spre roșu din cauza vitezei de evacuare mare.
este o gaura neagra supermasiva care suge în materia înconjurătoare (acreție) - Până în prezent, punctul de vedere că quasarul este cea mai comună. Ca se apropie de gaura neagră accelerat particulele încărcate, se ciocnesc, iar acest lucru duce la o emisie de lumină puternică. Dacă gaura neagră în timp ce un câmp magnetic puternic, este răsucește particule incidente și le asamblează în mănunchiuri subțiri, jeturi, presărare de poli.
Sub influența forțelor gravitaționale puternice generate de gaura neagră, substanța tinde spre centrul, dar fără a se deplasează radial și de-a lungul circumferences conice - spirale. În acest caz, legea conservării momentului cinetic face ca particulele rotative se miște mai repede și mai repede pe măsură ce se apropie de centrul găurii negre, la colectarea acestora în discul de acreție, în același timp, astfel încât toate „construirea“ unui quasar este un pic ca Saturn cu inelele sale. Viteza de particule acreția disc este foarte mare, iar ciocnirile lor produc nu numai fotoni energetici (raze X), dar și alte lungimi de undă ale radiației electromagnetice. Atunci când energia de coliziune a particulelor și viteza de mișcare circulară sunt reduse, se apropie încet gaura neagră și sunt absorbite de ea. O altă parte a particulelor încărcate de un câmp magnetic direcționat către polii găurii negre și zboară cu viteză mare. Astfel, oamenii de știință jeturi observate produse, lungimea care ajunge la 1 Mill. Ani lumină. Particulele din jetul de gaz interstelar se confruntă cu radiind unde radio.
Formările Temperatura centrul discului este relativ mică, ea ajunge la 100 000K. Aceasta zona emite raze X. Puțin mai departe de centrul temperaturii chiar puțin mai mici - aproximativ 50 000K, se emite lumina ultravioleta. Cu abordarea de aceeași până la frontiera temperatura scade cu disc acreția în această regiune se produce radiația undelor electromagnetice de lungime crescută, până la domeniul infraroșu.
nu trebuie să uităm faptul că lumina de la quasari la distanță vine la noi mult, „spălat“. Pentru a cuantifica gradul de astronomi înroșire utilizați z litere. Această expresie Z + 1 indică cât de multe ori lungimea crescută a radiației electromagnetice, a reușit să zboare de la sursa (Quasar) pe Pământ. Astfel, dacă există un mesaj care este detectat quasar cu z = 4, aceasta înseamnă că radiația ultravioletă cu o lungime de undă de 300 nanometri este convertită în radiație în infraroșu, cu o lungime de undă de 1500 nanometri. Apropo, cercetătorilor de pe Pământ este un mare succes, deoarece partea ultravioletă a spectrului este absorbită de atmosferă și aceste linii nu au fost observate vreodată. Aici lungimea de undă din cauza crescut schimbare de culoare roșie, ca și în cazul în care în mod intenționat, pentru a trece prin atmosfera Pământului și să fie încorporate în dispozitive.
Conform unui alt vedere quasari - sunt primele galaxii tinere, iar noi doar să observăm procesul de origine a acestora. Cu toate acestea, există, de asemenea, un intermediar, deși ar fi mai adevărat să spunem „combinat“ versiune a ipotezei că quasarul - o gaură neagră care absoarbe galaxii material care formează. Într-un fel sau altul, dar ipoteza unei găuri negre supermasive în centrul galaxiei a fost fructuoasă și capabil să explice multe proprietăți de quasari.
De exemplu, masa găurii negre în centrul unei galaxii tipic este de 10 6 -10 10 mase solare și, în consecință, raza gravitațională variază între 3 x 10 iunie -3 × 10 10 km, ceea ce este de acord cu estimarea anterioara dimensiuni quasar .
Cele mai recente date confirmă, de asemenea, compactitatea zonelor din care emana lumina. De exemplu, 5 ani de urmarire a făcut posibil să se determine orbita celor șase stele care orbitează în jurul unui centru de emisie similară situat în galaxia noastră. Unul dintre ei a zburat recent din gaura neagră la o distanță de numai 8 ore de lumină, se deplasează la o viteză de 9000 km / s.
dinamica absorbție
După ce în jurul găurii negre apare problema sub orice formă, o gaură neagră începe să radieze material absorbant de energie. La etapa inițială, atunci când primele galaxii s-au format în jurul găurilor negre au fost o mulțime de materiale, care este pentru ei un fel de „produse alimentare“, și găuri negre strălucească foarte puternic - că acestea sunt quasarii! Apropo, energia care quasarul medie emite un al doilea, ar fi suficient pentru a furniza energie electrică pe Pământ timp de miliarde de ani. Dar un deținător al unui record cu un număr S50014 + 81 emite lumină într-o 60 de mii de ori mai intensă decât toate Căii noastre Lactee, cu sute de miliarde de stele!
În cazul în care materialul în vecinătatea centrului devine mai puțin stralucitoare slăbit, dar încă mai continuă să fie în centrul galaxiei strălucitoare a zonei sale (acest fenomen este denumit „nucleul galactic activ,“ astronomii au cunoscut de mult). În cele din urmă, vine un moment în care gaura neagra absoarbe din cea mai mare spațiu ambiental al substanței, după care încetează radiația și aproape devine plictisitoare obiect gaură neagră. Dar este în așteptare în aripi! Odată ajuns în imediata apropiere va fi o nouă substanță (de exemplu, o coliziune a două galaxii), gaura neagră strălucește cu o nouă forță, particulele și stelele din jur de gaz interstelar de absorbție cu nerăbdare. Deci, pentru a deveni un quasar semnificativ este posibilă numai în detrimentul mediului lor. Tehnologia modernă ne permite deja să distingă quasari la distanță în jurul structurilor individuale stelare, care sunt un teren propice pentru găuri negre vorace.
Cu toate acestea, în timpul nostru, atunci când coliziuni intergalactice sunt rare, quasarii nu poate avea loc. Și se pare că, acest lucru este adevărat - aproape toate cuasarilor observate sunt la o distanță considerabilă, astfel venind pe ele lumina a fost emisă pentru o lungă perioadă de timp, înapoi în zilele în care primele galaxii s-au născut. Acesta este motivul pentru care quasarii sunt numite uneori „dinozauri ale Universului“, referindu-se nu numai la vârsta lor extrem de avansată, dar, de asemenea, faptul că acestea sunt, la figurat vorbind, „cale de disparitie.“
habitat
Astfel de surse puternice de energie radiantă, cum ar fi quasari - vecini periculoși, așa că pământenii se poate bucura doar faptul că în galaxia noastră și cel mai apropiat grup de galaxii care sunt absente. Acestea se găsesc în principal pe însăși marginea părții vizibile a universului nostru, în mii de Mpc de pe Pământ. Dar apoi, vrând-nevrând, se pune întrebarea în mod natural - și nu contrazic această observație parerii despre omogenitatea universului? Cum se face că, în unele galaxii există quasari, dar nu și în altele? Pentru a răspunde la aceste întrebări, trebuie să ne amintim că lumina de la quasari observate de către noi a zburat miliarde de ani. Acest lucru înseamnă că pamantenii privirea quasarii apar în formă de „curat“, așa cum au fost miliarde de ani în urmă, iar astăzi ele sunt, probabil, a pierdut deja fosta putere. În consecință, aceste galaxii, care sunt situate în apropierea Quasar „a se vedea“ surse de lumină mult mai slabe. Dar atunci, în cazul în care universul este omogen, același lucru ar trebui să se aplice Galaxy nostru! Și aici este o privire mai atentă la cele mai apropiate structurile noastre cosmice într-o încercare de a găsi obiecte care seamănă cu quasari răcite, un fel de quasari fantomă. Se pare că nu există astfel de facilități. Quasarii sunt printre formațiunile cele mai vechi, s-au născut aproape simultan cu universul, care este de aproximativ 13 miliarde de euro. Cu ani în urmă. Și ei sunt nu numai extrem de departe de galaxia noastră - conform legii de expansiune Hubble (cît e mai departe un obiect este, cu atât mai rapid este eliminat), distanța dintre noi continuă să crească în mod constant. Deci, quasarii cele mai îndepărtate „fugi“ de la noi, la o rată de doar 5%, la viteza luminii.
luminozitate variabilă
Cele mai luminoase cuasarii emit în fiecare secundă de energie de lumină la fel de mult ca sute de galaxii obișnuite, cum ar fi Calea Lactee noastre (aproximativ 10 42 wați). Pentru a se asigura că producția cantității de energie o gaură neagră absoarbe fiecare secundă de masă egală cu masa Pământului, un an este „consumat“ de aproximativ 200 de mase solare. Un astfel de proces nu poate avea loc pe termen nelimitat - tot materialul înconjurător se va usca, iar Quasar, sau să înceteze să funcționeze, sau altfel va emite relativ slab.
Deci, în timp, scade iluminare quasar, dar ceea ce se poate de timp pentru a crește luminozitatea timpului face? Pentru a înțelege mecanismul acestui proces, amintiți-vă că gaura neagră absoarbe orice problemă, și nu doar particulele elementare. Într-o galaxie este, centrul, care este ocupat de o gaură neagră, există o comandă specială. Desigur, în general, stelele se învârt în jurul centrului, dar există întotdeauna acele grupuri unice sau mici stele, care încalcă rutina. De asemenea, ei sunt pedepsiți - Capturează lor si absoarbe gaura neagra. În acest caz, în cazul în care steaua este „înghițit“ ca un întreg, fără a rupe, lumina iese în evidență un pic. Motivul este că, steaua nu ar fi nici mare, încărcătura sa electrică este zero. Prin urmare, acesta nu emite lumină în mod activ și pierde rapid de energie și a momentului cinetic prin care emit în mediul undelor gravitaționale în principal. Deci, se învârte în jurul găurii negre suficient de lung, care se încadrează încet pe ea. Dar dacă steaua se apropie de orizont așa-numita Schwarzschild a unei găuri negre - raza gravitațională, a cărei pasaj este închis tot drumul înapoi - este distrus de forțele mareice, radiația suplimentară poate fi foarte vizibile. Dupa ce comanda intrus absorbtie quasar iluminare revine la normal.
Mai recent, se credea că găurile negre sunt una din etapele finale ale stelelor, și apoi, în timp, aceste găuri negre fuziona într-un supermasivă. Dar, apoi, în cazul în care a făcut găuri negre masive în timpul formării primelor galaxii? Problema este rezolvată ușor în cadrul modelelor primare, adică apar înainte de formarea de stele și găuri negre. Există, de asemenea, un alt punct de vedere - găuri negre și stele formate aproape în același timp și de același scenariu. nor de hidrogen de materie întunecată și comprimată sub influența forțelor gravitaționale. nori mici formeaza stele, si mari - gauri negre masive.
furnizorii de informații
Având în tratate cu elementele de bază ale dispozitivului quasari, oamenii de știință încearcă să le utilizeze ca un instrument pentru a studia cosmosului. De exemplu, observarea efectelor microlentilelor, obiecte întunecate pot fi detectate cu o masă de aproximativ egală cu masa lui Jupiter. Ei se dau, de a respinge lumina Quasar, astfel încât să ne vedem într-o creștere pe termen scurt a lustrul. În cazul în care se constată astfel de organisme, este posibil ca problema de materie întunecată este rezolvată. Acum, pentru mulți oameni de știință pentru a deschide un nou quasar indică deschiderea unei noi găuri negre. Astfel, studiul quasar nou descoperite, cu o redshift a lui z = 6.43 indică faptul că gaura neagră, inima acestui quasar este foarte masiv - aproximativ un miliard de mase solare. În consecință, găurile negre masive au apărut foarte devreme. Această concluzie este foarte important pentru cosmologie. Oamenii de știință nu atât de mult timp în urmă, a devenit clar că energia vidului, deși foarte mici, dar nenul. Această știință revoluționară a fost încheiat inițial pe baza ratei de eliminare a studiului quasari. Sa dovedit faptul că deplasarea spre roșu, și, prin urmare, viteza de obiecte spațiale ca distanța de la cea a Pământului în creștere chiar mai rapid decât cel cerut de legea lui Hubble. Apoi, alte observații, inclusiv CMB, a confirmat în continuare comunitatea științifică corectitudinea acestei concluzii. Deci, se pare că universul nostru nu este doar extinde în mod exponențial, și spulberă odată cu creșterea vitezei. Descoperirea quasarilor influențat foarte mult cosmologie, dând naștere la mai multe modele noi de originea și evoluția universului. Astăzi, oamenii de știință sunt aproape sigur că găurile negre joacă un rol important în formarea galaxiilor și soarta lor ulterioară.
Sergey Rubin, doctor în științe fizico-matematice