Навигация
9. Квазары
Квазары впервые были обнаружены в 60-х годах нашего столетия. Астрономы стали находить нечто новое - крохотные радиоисточники, которые не удавалось связать ни с одним из известных объектов. Положение одного из таких источников - 3С 48.
Первая фотография области с центром в 3С 48, полученная на200-дюймовом Паломарском телескопе, оказалась очень интересной и одновременно ставила исследователей в тупик. Прямо в центре находилась звезда. Казалось, была обнаружена настоящая радиозвезда, излучающая огромное количество энергии в радиодиапозоне. В то же время спектр звезды приводил в недоумение всех, кто его видел: вместо непрерывной полосы света всех различных цветов, как это наблюдается у звезд, этот спектр состоял из слабой полосы с рядом ярких эмиссионных линий, и все они находились в неподобающих местах.
Новые таинственные радиоисточники на вид были звездообразными, но казались состоящими из непонятного материала.
Сначала открывшие их астрономы называли эти объекты "квазизвездными радиоисточниками". Вскоре наиболее распространенным стало легко запоминающееся и экзотически звучащее слово "квазар".
В 1961 г. на Паломарском телескопе был получен спектр самого яркого из квазизвездных радиоисточников - квазара 13-й величины 3С 273. Линии водорода находились не на своих местах, но их взаимное расположение, интервалы между ними и интенсивности были в точности такими, как надо. Однако весь набор линий как целое был смещен в красную сторону спектра (рис. 9). Кстати, в спектре 3С 48 были те же самые линии, но сдвинутые еще дальше в красном направлении. Некоторые из известных линий оказались смещенными за пределы спектра!
рис.9. Красные смещения квазаров подобны таковым у обычных галактик
Астрономам были знакомы вызываемые эффектом Доплера красные смещения. Квазары поражали огромными скоростями удаления от нас. Они имели красные смещения, соответствующие таким большим скоростям, как 150 000 км/с. В этом случае они не могли быть звездами нашей Галактики, потому что, двигаясь так быстро, должны были скоро покинуть Млечный Путь и унестись в межгалактическое пространство.
Что же это за объекты? За более чем 25 лет после открытия квазаров было обнаружено более 3000 квазаров.
Наиболее вероятным объяснением красных смещений стала так называемая космологическая гипотеза: подобно галактикам, квазары удаляются от нас в рамках общего расширения Вселенной и получаемые из красных смещений громадные скорости квазаров говорят о том, что они находятся на расстоянии самых далеких галактик. Красные смещения некоторых квазаров гораздо больше, чем у любой исследованной галактики. Этот факт ставит нас перед еще одной проблемой. Галактики с такими большими красными смещениями не наблюдаются просто потому, что на таких расстояниях они слишком слабые, чтобы их можно было увидеть и измерить. Расстояния, определенные по красному смещению, для многих квазаров превышают 5 млрд. световых лет. Это означает, что по светимости квазары превосходят даже самые яркие из галактик. Например, светимость 3С 273 примерно в 100 раз больше светимости нормальной гигантской галактики, и при этом объект выглядит как звезда.
Кроме того, у квазаров была обнаружена переменность блеска. Например, у 3С 273 в течение более 50 лет блеск менялся неправильным образом. Астрономы обнаружили, что светимости могут меняться во много - даже в 100 раз. В некоторых случаях блеск менялся очень быстро - на протяжении всего одного дня. Это открытие поставило космологическую интерпретацию квазаров в очень трудное положение. Быстро меняющийся объект не может быть очень большим. Так, свет проходит за день расстояние в один световой день, и если за это время наблюдается значительное изменение блеска, то излучающий объект должен быть меньше одного светового дня: в противном случае любые изменения блеска окажутся смазанными из-за времени, которое требуется свету от дальней части объекта, чтобы достичь его ближней для нас части (рис.10). Световой день очень мал - всего лишь порядка размеров Солнечной системы. Как может объект размером всего только с Солнечную систему излучать света в 100 раз больше, чем галактика из сотен миллиардов звезд?
Рис.10. Иллюстрация изменения блеска квазара
В 1980 году был пролит новый свет на загадочные квазары. Были, наконец, созданы астрономические инструменты, способные проникнуть в непосредственно окружающую сияющий центр квазара область пространства. Еще раньше был поставлен вопрос, на который не удавалось дать ответ: не скрывается ли за ярким передержанным изображением квазара галактика? Не являются ли квазары центрами галактик?
Одни из первых успешных исследований для проверки этой гипотезы были проведены для квазара 3С 273, который оказался окруженным чем-то с распределением яркости как у нормальной эллиптической галактики. У спектров этих туманных объектов, окружающих квазары, были в точности такие же красные смещения, как и у самих квазаров. Следовательно, если туманное пятно - это действительно галактика, то она удаляется со скоростью, которая соответствует большому расстоянию, и, следовательно, квазар тоже должен находиться на космологическом расстоянии и участвовать в расширении Вселенной.
К 1983 г. было окончательно установлено, что квазары действительно являются ядрами далеких галактик, находящиеся в состоянии очень высокой активности. Многие квазары оказались пересеченными спиральными галактиками.
Спектры квазаров дают достаточно информации, чтобы сделать вывод о наличии в самом их центре небольшого компактного объекта, окруженного несколькими горячими газовыми облаками и несколькими областями более холодного газа (рис. 11). По-видимому, по всему облаку разбросаны облака пыли, движущиеся с высокими скоростями, как если бы они были выброшены из более близких к центру областей. Во всем этом, в условиях сильного магнитного поля движутся испускающие синхротронное излучение частицы высоких энергий. Именно это излучение делает из квазаров такие мощные радиоисточники. Хотя квазары были открыты именно как мощные радиоисточники, большинство их в радиодиапазоне ведет себя тихо, так что у этих замечательных объектов могут быть весьма разнообразные физические свойства.
Больше всего квазаров в интервале красных смещений от 2 до 3, а квазары с красными смещениями больше 3,5 почти не встречаются. Очень мало также квазаров с небольшими красными смещениями, так что распределение этих объектов по красным смещениям имеет максимум в области скоростей удаления, соответствующей ранней эпохе истории Вселенной. В этот период квазары были больше распространены, чем сейчас или когда-либо до этого. Под впечатлением этого странного факта, астрономы назвали интервал, составляющий всего около 10% истории Вселенной, эпохой квазаров. Почему тогда вспыхнули квазары? Почему не раньше и не сейчас? Это одни из тех вопросов, что остались без ответа и все еще ждут решения.
Похожие работы
... им явление тем, что наблюдаемые нами звезды образуют гигантскую звездную систему, которая сплюснута к галактическому экватору. И все же, хотя вслед за Гершелем исследованием строения нашей звездной системы - Галактики занимались известные астрономы - В. Струве, Каптейн и другие. Само представление о существовании Галактики как обособленной звездной системы являлось до тех пор, пока не были ...
... . До ее границ пока не могут проникнуть даже самые мощные телескопы. Итак, известная нам в настоящее время часть Вселенной — только часть Метагалактики, в которой наша Галактика занимает положение рядовой звездной системы. Кто знает, может быть, и Метагалактика является членом еще более грандиозной системы. Вообще звездных систем в бесконечной Вселенной бесчисленное множество. Самая большая ...
... путь). Иными словами, человек, проводящий многие часы лежа на диване, объективно живет меньше человека путешествующего, занимающегося спортом, т.е. активного в обществе и пространстве. Масштаб времени социальных систем Социальные системы состоят из индивидуальных биосистем homо sapiens. Поведенческие особенности каждого индивидуума всецело определяются его способностями адаптации к данной ...
аются буквой S. Среди близких галактик спиральные составляют несколько больше 60 %. Их отличает наличие двух (а иногда и больше) спиральных рукавов, образующих плоскую систему-"диск". Помимо диска в S-галактнках имеется так называемая сферическая составляющая. Она образуется объектами, которые располагаются примерно сферически-симметрично вокруг центра галактики. В спиральных рукавах ...
0 комментариев