Квазары — это уникальные космические объекты, которые обладают невероятно высокой светимостью. Из-за малых угловых размеров их даже принимали за звёзды в первые годы после открытия.
Квазары представляют собой таинственные внегалактические объекты и считаются самыми мощными источниками энергии во Вселенной. Первый из них был обнаружен 5 августа 1962 года астрономом Маартеном Шмидтом во время работы в обсерватории Маунт-Паломар. С тех пор обнаружено около 5000 квазаров. Но благодаря современным телескопам учёные предполагают, что таких объектов могут быть миллионы.
Название «квазар» дословно означает «звездообразный радиоисточник», хотя большинство из них не проявляют активности. Внешне многие квазары похожи на звёзды, но их излучение можно зафиксировать и в других диапазонах спектра. У ближайших к нам квазаров сложно различить структуру в оптическом диапазоне. Однако почти все они имеют развитую структуру в радиодиапазоне, которая выходит за рамки оптического изображения.
Удивительное свойство квазара
Удивительной особенностью квазаров является значительное смещение спектральных линий в красную часть спектра. Это говорит о том, что согласно эффекту Доплера, квазары удаляются от нас с огромной скоростью.
Первым, кто обнаружил эти поразительные объекты и догадался, что странные линии в их спектрах — это доплеровский сдвиг атомных линий, был М. Шмидт.
Если связать большую скорость перемещения квазаров с расширением Вселенной, то из закона Хаббла следует, что они находятся на значительном расстоянии от нашей галактики. Самые отдалённые квазары расположены примерно в 10 миллиардах световых лет и удаляются со скоростью, близкой к скорости света. У них линии спектра больше обычных в 5–6 раз. Для сравнения, самые удалённые галактики, которые мы можем видеть, находятся в несколько раз ближе, а их скорость отдаления существенно меньше.
Ярость
Квазары – это невероятно яркие космические объекты, однако ни один из них не может быть ярче 12-й звёздной величины. Это значит, что их невозможно увидеть без использования больших телескопов.
Дело не в том, что квазары излучают мало света, а в том, что они расположены на очень большом расстоянии от Земли. В действительности, средний квазар светит в десятки, а то и в сотни раз сильнее, чем крупная галактика, состоящая из миллиардов звёзд.
Энергии обычного квазара хватило бы для обеспечения всей нашей планеты электричеством на несколько миллиардов лет. Некоторые известные квазары обладают энергией, которая в 60 тысяч раз превышает этот показатель.
Так как яркость квазаров может значительно изменяться всего за несколько дней, астрофизики предполагают, что это небольшие объекты размером примерно с Солнечную систему. Однако эти объекты отличаются высокой активностью и могут сохранять её в течение миллионов лет, используя огромные массы вещества — многие миллионы солнечных масс.
Квазары находятся в центрах крупных галактик. Излучение большинства из них настолько сильное, что оно затмевает саму галактику. Кроме различных видов излучения, таких как ультрафиолетовое, оптическое, рентгеновское и инфракрасное излучение, квазары выбрасывают потоки космических лучей. Перемещаясь в магнитных полях, эти лучи создают радиоизлучение квазара. Потоки этих лучей выходят из квазара в виде двух струй, направленных в разные стороны, образуя два «радиооблака» по разные стороны от него.
Модель квазара
Наиболее вероятная модель, которая может объяснить наблюдаемые свойства квазаров, предполагает наличие в центре вращающегося газового диска огромной массы компактного объекта, скорее всего, чёрной дыры. Центральная горячая часть этого объекта является источником электромагнитного излучения и быстрых космических частиц, которые распространяются только вдоль оси диска, образуя два разнонаправленных «рукава».
Один из самых известных и ярких квазаров — 3C 273, который был открыт в 1963 году. Он расположен на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет от Земли. Этот объект может быть виден даже невооружённым глазом и является одним из наиболее удалённых объектов, видимых без телескопа. Однако большинство квазаров находится на гораздо большем расстоянии от нас, и для их наблюдения требуется использование мощных телескопов.
Характеристики квазаров
Характеристики квазаров включают:
- Их яркость варьируется в широком диапазоне от 10^40 до 10^47 эрг/с (эрг — единица измерения энергии), что делает их одними из самых ярких объектов во вселенной.
- Хотя квазары расположены далеко от нас, некоторые из них настолько яркие, что их можно увидеть даже с помощью любительских телескопов.
- Энергия излучения квазара больше, чем энергия излучения всей нашей Галактики.
- Период активности квазара обычно составляет несколько миллионов лет. После этого он переходит в неактивное состояние. Затем он может снова стать активным через десятки или сотни миллионов лет.
- Квазары являются мощными источниками излучения, включая свет, радиоволны, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Это позволяет астрономам изучать их свойства и характеристики.
Источник энергии
Согласно этой теории, квазар получает энергию за счёт гравитационного поля массивной чёрной дыры. Чёрная дыра притягивает к себе пролетающие мимо звёзды и, возможно, целые галактики. В результате образуется газ, который формирует диск вокруг чёрной дыры и со временем стягивается к ней. Из-за сжатия и быстрого вращения центральной части диска он разогревается и излучает мощную энергию. Часть вещества диска поглощается чёрной дырой, увеличивая её массу, а часть покидает квазар в виде космических лучей и узко направленных потоков газа.
Эта модель квазара изучается всё более подробно, но пока не может полностью объяснить все наблюдаемые свойства. Формирование и эволюция квазаров остаются загадкой.
В центрах некоторых галактик, расположенных относительно недалеко от Земли, происходят процессы, которые напоминают квазары, но в меньшем масштабе. Например, из центра эллиптической галактики под названием Кентавр А исходят два потока быстрых частиц, образующих огромные радиооблака по обе стороны от неё. Вероятно, в ядре этой галактики находится миниатюрный квазар. Исследуя такие близкие объекты, астрофизики рассчитывают раскрыть тайну квазаров.
