Квазары — самые яркие объекты во Вселенной

<

Квазары — это отдаленные объекты, питаемые черными дырами в миллиард раз массивнее нашего Солнца. Они светят так ярко, что затмевают древние галактики, которые их содержат. Эти мощные динамо—машины восхищают астрономов с момента их открытия полвека назад.

В 1930-х годах Карл Янский, физик из Bell Telephone Laboratories, обнаружил, что статические помехи на трансатлантических телефонных линиях идут с Млечного Пути . К 1950-м годам астрономы уже использовали радиотелескопы для зондирования небес и смогли определить откуда именно идут помехи.

Эти объекты астрономы назвали «квазистелларными радиоисточниками» или «квазарами», потому что сигналы приходили из одного места. Однако это название неверно: по данным Национальной астрономической обсерватории Японии, только около 10 процентов квазаров излучают сильные радиоволны.

Потребовались годы исследований, чтобы понять, что эти отдаленные точки, которые, казалось, указывали на звезды, создаются частицами, ускоренными со скоростью, приближающейся к скорости света.

«Квазары являются одними из самых ярких и самых отдаленных известных небесных объектов и имеют решающее значение для понимания ранней Вселенной», — говорится в заявлении астронома Брэма Венеманса из Института астрономии Макса Планка в Германии .

Ученые подозревают, что крошечные точечные проблески на самом деле являются сигналами от галактических ядер, затмевающих свои галактики. Квазары живут только в галактиках со сверхмассивными черными дырами, содержащими миллиарды масс Солнца. Хотя свет не может вырваться из самой черной дыры, некоторые сигналы могут вырваться на свободу вокруг ее краев. В то время как часть пыли и газа попадает в черную дыру, другие частицы ускоряются от нее со скоростью, близкой к скорости света. Частицы устремляются прочь от черной дыры в струях выше и ниже ее, транспортируемые одним из самых мощных ускорителей частиц во Вселенной.

«Считается, что квазары формируются в областях нашей бесконечной Вселенной, где крупномасштабная плотность материи намного выше средней», — говорится в заявлении астронома Фабиана Вальтера из Института астрономии Макса Планка .

Большинство квазаров были найдены за миллиарды световых лет отсюда. Поскольку для перемещения света требуется время, изучение объектов в пространстве функционирует во многом как машина времени: мы видим объект таким, каким он был, когда свет оставил его, миллиарды лет назад. Таким образом, чем дальше ученые смотрят, тем дальше назад во времени они могут видеть. Большинство из более чем 2000 известных квазаров существовало в начале жизни галактики. 

В декабре 2017 года был найден самый удаленный квазар, находящийся на расстоянии более 13 миллиардов световых лет от Земли. Ученые наблюдали квазар, известный как J1342+0928, — он появился через 690 миллионов лет после Большого Взрыва. Такие молодые квазары могут раскрыть информацию о том, как галактики эволюционировали с течением времени.

Квазары излучают энергию в миллионы, миллиарды и даже триллионы электронвольт. Эта энергия превышает суммарный свет всех звезд в пределах галактики. Это самые яркие объекты во Вселенной, они светят от 10 до 100 000 раз ярче, чем Млечный Путь.

Если бы древний квазар 3С 273, один из самых ярких небесных объектов, находился на расстоянии 30 световых лет от Земли, он казался бы таким же ярким, как солнце в небе. Однако квазар 3C 273, находится на расстоянии 2,5 миллиарда световых лет от Земли, согласно НАСА. Это один из ближайших квазаров.

Изучение квазаров уже давно является сложной задачей из-за их связи с трудноизмеримой массой их сверхмассивных черных дыр. 

Квазары являются частью класса объектов, известных как активные ядра галактик (AGN). Другие классы включают галактики Сейферта и блазаров. Для их питания всем трем требуются сверхмассивные черные дыры.

Галактики Сейферта являются самыми низкоэнергетическими AGN, выделяя около 100 килоэлектронвольт (кэВ). Блазары, как и их квазар-кузены, выделяют значительно больше энергии.

Многие ученые считают, что три типа АГН-это одни и те же объекты, но с разными перспективами. В то время как струи квазаров, по-видимому, текут под углом обычно в направлении Земли, блазары могут направлять свои струи прямо на планету. Хотя в Сейфертовых галактиках не видно никаких струй, ученые считают, что это может быть связано с тем, что мы рассматриваем их со стороны, поэтому все излучение направлено от нас и, таким образом, остается незамеченным.