Реклама


Квазар

Галактика NGC 4319 и квазар Маркарян 205

Кваза́р (англ. quasar) — класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких (в абсолютном исчислении) в видимой Вселенной.

По современным представлениям, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная чёрная дыра поглощает окружающее вещество[1][2], формируя аккреционный диск. Он и является источником излучения, исключительно мощного (иногда в десятки и сотни раз превышающего суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша) и имеющего помимо космологического гравитационное красное смещение, предсказанное А. Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО).

В первую очередь квазары были определены 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[3]; звёздная величина самого яркого +12,6, в то время как, для сравнения, звёздная величина самой яркой звезды −1,46). Следы родительских галактик вокруг квазаров (причём далеко не всех) были обнаружены лишь позднее.

Квазары называют маяками Вселенной. Они видны с огромных расстояний[4][5][6][7] (вплоть до красного смещения, превышающего z = 7,5)[8][9], по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной, определяют распределение вещества на луче зрения: сильные спектральные линии поглощения водорода разворачиваются в лес линий по красному смещению поглощающих облаков[10]. Ввиду большой удалённости, квазары, в отличие от звёзд, выглядят практически неподвижными (не имеют параллакса), поэтому радиоизлучение квазара используется для высокоточного определения с Земли параметров траектории автоматической межпланетной станции[11].

По состоянию на конец 2017 года наиболее удалённым обнаруженным квазаром является ULAS J1342+0928 с красным смещением 7,54[8][9].

Содержание

Этимология[ | код]

Английский термин quasar образован от слов quasi-stellar («квазизвёздный» или «похожий на звезду») и radiosourceрадиоисточник») и дословно означает «похожий на звезду радиоисточник»[12].

Первоначальное определение[ | код]

Кроме современного определения, существовало ещё и первоначальное[13]: «Квазар (квазизвёздный объект) — класс небесных объектов, которые в оптическом диапазоне похожи на звезду, но имеют сильное радиоизлучение и чрезвычайно малые угловые размеры (меньше 10″)»; подобное звёздам самоизлучающее космическое тело, по массе и светимости во много раз большее Солнца[14][15].

Первоначальное определение сложилось в конце 1950-х — начале 1960-х годов, когда были открыты первые квазары и их изучение только началось. Это определение в целом верно, однако со временем были открыты радиоспокойные квазары, не создающие сильного радиоизлучения[13][16]; по состоянию на 2004 год, таковыми являются порядка 90 % известных квазаров.

История наблюдений[ | код]

История квазаров началась с проводимой радиообсерваторией «Джодрелл-Бэнк» программы измерений видимых угловых размеров радиоисточников.

Первый квазар, 3C 48, был обнаружен в конце 1950-х годов Алланом Сэндиджем 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. Почти сразу, 9 апреля 1963 года, Ю. Н. Ефремовым и А. С. Шаровым по фотометрическим измерениям снимков источника 3C 273 была открыта переменность блеска квазаров с периодом всего лишь в несколько дней[17].

Один из ближайших и наиболее яркий квазар 3C 273 имеет блеск около 13m[18] и красное смещение z = 0,158[19] (что соответствует расстоянию около 3 млрд св. лет)[20]. 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) находился на расстоянии около 13 млрд св. лет от Земли[21]. 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.

Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. Это объясняется, с одной стороны, постоянным открытием новых квазаров, а с другой — отсутствием чёткой 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[22].

Свойства[ | код]

Болометрическая (интегральная по всему спектру) светимость квазаров может достигать 1046—1047 эрг/с[23]. 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[13].


Вариации блеска[ | код]

Многие квазары меняют свою светимость в коротких промежутках времени. Это является, по-видимому, одним из фундаментальных свойств квазаров (кратчайшая вариация с периодом t ≈ 1 ч, максимальные изменения блеска — в 50 раз). Поскольку размеры переменного по блеску объекта не могут превышать сt (с — скорость света).[прояснить]

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

  1. BBC: Сверхмассивные черные дыры
  2. Даукурт, 1985, с. 4.
  3. Засов А. В., Постнов К. А. Ядра галактик. Общие сведения. // Общая астрофизика. — Фрязино: Век 2, 2006. — Т. 3. — С. 371. — 496 с. — ISBN 5-85099-169-7. (Проверено 7 июля 2011)
  4. Warren S., Mortlock D., Venemans B., Simpson C., Hewett P., McMahon R. Photometry of the z=7.08 quasar ULAS J1120+0641 (англ.) // Spitzer Proposals. — 2011, май. — No. 80114.  (Проверено 7 июля 2011)
  5. (2011) «A luminous quasar at a redshift of z = 7.085». Nature 474: 616–619. arXiv:1106.6088. DOI:10.1038/nature10159. (англ.)
  6. ESO. Most distant quasar found. Astronomy Magazine (29 июня 2011). Проверено 4 июля 2011. Архивировано 23 августа 2011 года. (англ.)
  7. Amos, Jonathan. 'Monster' driving cosmic beacon (30 June 2011). Проверено 4 июля 2011. (англ.)
  8. 1 2 Bañados, Eduardo (2017-12-06). «An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5». Nature. DOI:10.1038/nature25180. Проверено 6 December 2017.
  9. 1 2 Choi, Charles Q. Oldest Monster Black Hole Ever Found Is 800 Million Times More Massive Than the Sun (англ.). Space.com (6 December 2017). Проверено 6 декабря 2017.
  10. Б. Штерн. Гамма-всплески: секундные катастрофы галактического масштаба.
  11. Эйсмонт Н., Батанов О. «ЭкзоМарс»: от миссии-2016 к миссии-2020 // Наука и жизнь. — 2017. — № 4. — С. 7.
  12. Квазары // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров. — 3-е изд.. — М.: Сов. энциклопедия, 1973. — Т. XI. — С. 564–565. — 608 с.
  13. 1 2 3 Стивен П. Маран. Астрономия для «чайников» = Astronomy for dummies. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — С. 198—200. — 256 с. — ISBN 5-8459-0612-1.
  14. Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1984.
  15. The MKI and the discovery of Quasars. Обсерватория Джодрелл-Бэнк. Проверено 23 ноября 2006. Архивировано 23 августа 2011 года.
  16. Sandage A. The Existence of a Major New Constituent of the Universe: the Quasistellar Galaxies (англ.). — Astrophysical Journal, 1965. — Vol. 141. — P. 1560.
  17. А. Д. Чернин, Л. Н. Бердников, А. С. Расторгуев. «Большая наука астрономия».
  18. 3C 273 (англ.). NASA/IPAC extragalactic database. IPAC. Проверено 6 июня 2011. Архивировано 23 августа 2011 года.
  19. 3C 273 (англ.). SIMBAD Astronomical Database. CDS. Проверено 6 июня 2011.
  20. Иан Николсон. Тяготение, черные дыры и Вселенная = Gravity, Black Holes and the Universe. — М.: Мир, 1983. — С. 155. — 240 с.
  21. Астрономы нашли самый удаленный квазар (рус.). Проверено 5 июля 2011. Архивировано 23 августа 2011 года.
  22. Scranton et al., Detection of Cosmic Magnification with the Sloan Digital Sky Survey. The Astrophysical Journal, 2005, v. 633, p. 589.
  23. Дибай, 1986, с. 295.

Литература[ | код]

Ссылки[ | код]

Реклама