Квазары.

Квазар — особо мощное и далёкое активное ядро галактики. Английский термин quasar образован от слов quasistellar («квазизвёздный» или «похожий на звезду») и radiosource («радиоисточник») и дословно означает «квазизвёздный радиоисточник».

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. Следы родительских галактик вокруг квазаров (причём, далеко не всех) были обнаружены лишь позднее. В первую очередь квазары были опознаны 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 (напротив, протяжённые источники больше соответствуют галактикам). По своим свойствам эти псевдозвездные радиоисточники похожи на активные ядра галактик. Многие астрофизики считают, что светимость этих объектов поддерживается не термоядерным путем. Энергия квазаров – это гравитационная энергия, которая выделяется за счет катастрофического сжатия, происходящего в ядре галактики.

Кроме современного определения, существовало ещё и первоначальное: «Квазар — класс небесных объектов, которые в оптическом диапазоне похожи на звезду, но имеющие сильное радиоизлучение и чрезвычайно малые угловые размеры (меньше 10″)». Первоначальное определение сложилось в конце 1950-х, начале 1960-х, когда были открыты первые квазары и их изучение только началось. И в этом определении нет ничего неправильного, за исключением следующего факта. Как оказалось, по состоянию на 2004 год мощное радиоизлучение имеют максимум 10 % квазаров. А остальные 90 % не излучают сильных радиоволн. Такие объекты астрономы называют радиоспокойными квазарами.

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуется гипотеза, согласно которой квазар является огромнейшей черной дырой, которая втягивает в себя окружающее пространство. По мере приближения к черной дыре, частицы разгоняются, сталкиваются между собой – и это приводит к мощнейшему радиоизлучению. Если у черной дыры есть и магнитное поле, то оно к тому же собирает частицы в пучки – так называемые джеты – которые разлетаются от полюсов. Другими словами, то сияние, которое наблюдают астрономы – это все, что остается от галактики, погибшей в черной дыре. По другим версиям, квазары – это молодые галактики, процесс появления, на свет которых мы наблюдаем. Некоторые из ученых предполагают, что, квазар – это молодая галактика, но которую пожирает черная дыра.

Как бы там ни было, астрофизики очень тесно связывают существование квазаров и судьбу галактик. 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. В последнее время принято полагать, что источником излучения является аккреционный диск сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре галактики, и, следовательно, красное смещение квазаров больше космологического на величину гравитационного смещения, предсказанного А. Эйнштейном в общей теории относительности. Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. Это объясняется, с одной стороны, постоянным открытием новых квазаров, а с другой — отсутствием четкой границы между квазарами и другими типами активных галактик. 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. Один из ближайших и наиболее яркий квазар 3C 273 имеет красное смещение z = 0,158 (что соответствует расстоянию около 3 млрд. св. лет). Самые далёкие квазары, благодаря своей гигантской светимости, превосходящей в сотни раз светимость обычных галактик, регистрируются с помощью радиотелескопов на расстоянии более 12 млрд. св. лет. На июль 2011 года самый удалённый квазар (ULAS J112001.48+064124.3) находится на расстоянии около 13 млрд. св. лет от Земли. 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. В 1982 году австралийскими астрономами был открыт новый квазар, получивший название PKS 200-330, у которого обнаружилось рекордное для того времени красное смещение Z = 3,78. Это означает, что спектральные линии отдаляющегося от нас астрономического объекта в результате эффекта Доплера имеют длину волны, в 3,78 раза превышающую значение неподвижного источника светоизлучения. Расстояние до этого квазара, видимого в оптический телескоп как звезда девятнадцатой величины, составляет 12,8 млрд. световых лет. Во второй половине 80-х годов было зафиксировано еще несколько наиболее отдаленных квазаров, величина красного смещения которых уже превышает 4,0. Таким образом, радиосигналы, посланные этими квазарами тогда, когда еще не была сформирована наша Галактика, в том числе Солнечная система, можно только сегодня зарегистрировать на земле. А преодолевают эти лучи огромное расстояние-более 13 млрд. световых лет. Эти следующие друг за другом астрономические открытия были сделаны в ходе конкурентной научной гонки австралийских астрономов из обсерватории Сайдинг-Спринг и их американских коллег из обсерватории Маунт-Паломар в Калифор-нии. Сегодня самый удаленный от нас объект - квазар PC 1158+4635 с красным смещением, равным 4,733. Расстояние до него составляет 13,2 млрд. световых лет.

Но вот в той же обсерватории Маунт-Паломар посредством 5-метрового телескопа американские звездные исследователи во главе с отважным охотником за квазарами М. Шмидтом в сентябре 1991 года окончательно подтвердили слухи о существовании более далекого от нас астрономического объекта. Величина красного смещения рекордно далекого квазара под номером PC 1247+3406 составляет 4,897. Кажется, дальше уже некуда. Излучение этого квазара доходит до нашей планеты за время, почти равное возрасту Вселенной. Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик.

Болометрическая (интегральная по всему спектру) светимость квазаров может достигать 10⁴⁶ — 10⁴⁷ эрг/с. 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.