На сегодняшний день человечество имеет уникальную возможность видеть пронзительный свет далеких космических объектов, излучаемый ими вот уже миллиарды лет. Они существовали в глубинах Вселенной до появления нашей солнечной системы и продолжат существовать даже, когда человечество погибнет. А имя им – квазары.
Ярче Солнца и весом с галактику
Квазар – мощный источник излучения с крайне малым угловым размером. По этой причине долгое время их считали звездами. Само слово «квазар» означает «похожий на звезду радиоисточник». Их изучение помогает понять, что же происходило на заре развития Вселенной.
Впервые квазары открыли в середине прошлого века с помощью мощных радиотелескопов. Ученые сначала пребывали в недоумении: спектральные линии не соответствовали ни одному из химических элементов.
Но голландский астроном Мартин Шмидт в 1963 году предположил, что спектр квазаров сильно смещен в красную сторону. В процессе обратного преобразования стали видны линии магния и водорода и другие известные элементы.
Таким образом, стало ясно, что основа свечения квазаров, та же, что и у звезд. Подсчитано, что их светимость должна в сотни миллиардов раз превышать солнечную, а их массу сравнивают с массой галактики. При том, что поперечный размер квазаров – всего несколько световых часов.
Облачная завеса
В современном представлении квазары – ядра очень далеких галактик, включающих в себя сверхмассивную черную дыру и раскаленный аккреционный диск. Газ в диске вращается с бешеной скоростью и нагретый до предельно высоких температур излучает невероятное количество энергии.
Сегодня известно около 200 квазаров. Ближайшие можно рассмотреть даже в любительский телескоп. В 2016 году оптический телескоп PAN-STARRS поймал в свой объектив квазар PSO167-13. Позже, его открытие подтвердили и при помощи других телескопов.
Через три года радиотелескоп CHANDRA заметил парадоксальную ситуацию: лишь три фотона были зафиксированы за 16 часов наблюдений. При этом они обладали крайне высокой энергией. На данный момент это объясняется газовым облаком, скрывающим PSO167-13 от нас. Фотоны же рентгеновского спектра высоко энергичны и преодолевают эту завесу.
Не объяснимо, но факт
Почему квазар в оптическом диапазоне видно, а в рентгеновском почти нет? Учитывая то, что фотоны низких энергий, которых различает оптический спектр, должны были поглотиться газовым облаком. Это можно объяснить тем, что за три года между наблюдениями PAN-STARRS и CHANDRA космическая туманность, скрывающая квазар, увеличилась в размерах в несколько раз.
На сегодня еще не известен механизм, который настолько молниеносно меняет размеры гигантского космического облака, вмещающего триллионы тонн вещества. Если PSO167-13 и наблюдали повторно в оптическом спектре, то результаты пока не обнародовали.
Ученые не исключают, что CHANDRA зафиксировал излучение другого квазара, расположенного близко от PSO167-13. Если это так, то это первый случай двойного квазара. Но где же тогда рентгеновское излучение PSO167-13? Пока на этот вопрос нет ответа.
Прошлое квазара для будущего Вселенной
Свет PSO167-13 летел до Земли примерно 12,5 миллиарда лет. Но с расширением Вселенной расстояние существенно увеличилось. Теперь солнечному свету, чтобы достигнуть квазара, нужно примерно 30 миллиардов лет.
PSO167-13 возник спустя 850 миллионов лет после рождения Вселенной. Он самый древний и самый дальний скрытый квазар. Пока что. Вероятно, что объект может оказаться и двойным квазаром. По светимости и массе точных данных пока нет. Но по своим параметрам он схож с другими квазарами. И поэтому излучаемый им поток энергии должен быть близок к яркости нескольких десятков галактик, таких, как Млечный путь. Вполне вероятно, что его масса находится в пределах от ста миллионов до миллиарда солнечных.
Ученые считают, что большинство квазаров скрыты. Обнаружить их крайне непросто. Но современная астрономическая техника способна и на это. Ведь изучение именно этих объектов крайне важно для получения представлений о том, как Вселенная развивалась на ранних стадиях, чтобы понимать, чего ждать от нее в будущем.