Реферат Квазари

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Т А Й М И До У А З А Р Про У

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Мерцай, мерцай, квазизвезда!

                                                                                            Ти далека чи ти близька?   

   У історії астрономії, найдавнішої з наук, був часу, настільки багатого найвизначнішими відкриттями, як наші дні. Особливо щасливими виявилися останні десятиліття, вважаючи відкриття квазарів в 1963 р. Було виявлено реліктове випромінювання, відомими пульсари, було відкриття нейтронних зірок в тісних подвійних системах, невидимих корон галактик, чорних дір, видимих сверхсветовых рухів у квазарах.

  Астрофізика – галузь астрономії, вивчає найбільші об'єкти навколишнього нас світу, вважаючи Всесвіт як єдине ціле, і навіть фізичну природу небесних тіл. Вивчаючи Всесвіт, астрономи поступово вийшли далеко поза межі видимого ділянки електромагнітного спектра. Поступово склалася астрономія невидимого. Залежно від ділянки електромагнітного спектра нині розрізняють радіоастрономію, інфрачервону астрономію, ультрафіолетовій і рентгенівську астрономію і, нарешті, найбільш короткохвильову гамма-астрономії. Ці розділи входять головним чином астрофізику. Попри чимало своїх галузі, астрономія, звісно, залишається єдиної наукою про КОСМОСІ.

КВАЗИЗВЕЗДНЫЕ РАДИОИСТОЧНИКИ

   Коли радіоастрономія робила ще перші кроки, стала вельми поширеною отримав термін “радиозвезды”. Так називали деякі “точкові” джерела космічного радіовипромінювання. Поступово чимало їх були ототожнені з роботи вже відкритими доти астрономами туманностями і галактиками. Майже всі, та все ж в усіх.

   До 1963 р. загадковими залишилися п'ять звездообразных об'єктів, отримали згодом найменування квазизвездных радіоджерел, чи квазарів.

   Судячи з потужності радіовипромінювання, квазари не можуть бути зірками у звичайному, зазвичай цього терміну. П'ять об'єктів, які у зоряних каталогах 1963 р. (включені в 3-й Кембриджський каталог (3С) космічних радіоджерел) під умовними позначками   3С48 (ототожнений з зіркою 16-ї величини в сузір'ї Трикутника),  3С147, 3С196, 3С273 (ототожнений з зіркою 13-й величини в сузір'ї Діви) і  3С286.

   Квазари можуть бути або найбільш віддаленими з відомих нам об'єктів і найбільш могутніми джерелами випромінювання, або супутниками досить звичайних галактик і тоді їх випромінювання вдасться пояснити з допомогою відомих механізмів.

Не все квазари - радіоджерела

   Хоча роману радіоастрономії ми маємо відкриттям квазарів, невдовзі зрозуміли, що зовсім в повному обсязі є радиоисточниками. Було відкрито велика кількість не випромінюючих в радіодіапазоні об'єктів, що у решти відносинах скидалися у перші квазари 3С273 і 3С48. З відомих більш 1300 квазарів лише кілька відсотків ставляться до радиоисточникам. Отже, більшість квазарів “спокійні” в радіодіапазоні.

КВАЗАРЫ – САМАЯ ПОРАЗИТЕЛЬНАЯ ЗАГАДКА АСТРОФИЗИКИ

   Назва “квазари” є скорочення від терміну “квазизвездные радіоджерела”. Але оскільки багато квазари, як з'ясувалося, немає помітного радіовипромінювання, їх почали називати “квазизвездными об'єктами”. Але тепер широко вживається короткий назва “квазари”.

   Спочатку здавалося, що це небесні тіла на що аніскільки не схожі і поєднують у собі несумісні властивості. Знадобилося чимало зусиль, як зрозуміли, що квазари близькі радиогалактикам та інших галактикам, в ядрах яких відбуваються потужні процеси энерговыделения. У квазарах ці процеси досягають максимального масштабу і інтенсивності. За потужністю випромінювання квазар у сотні разів перевершує Галактику, а народжується це випромінювання обсягом, порівнянному за величиною з обсягом Сонячної системи. Квазар – дуже компактний об'єкт.

   Відкриття квазарів і двоє перших десятиліття вивчення – це, очевидно, лише початком тривалих досліджень, метою якого є пояснення фізичного механізму активності галактичних ядер і квазарів. Вони ще залишаються самої разючою загадкою сучасної астрофізики.

До квазарів

   В міру накопичення даних спостережень більшість астрономів дійшли висновку, що квазари далі ми, ніж будь-які інші об'єкти, доступні спостереженням. Але невелику частину астрономів стверджувала, що переконливі дані спостережень говорять про просторової близькості квазарів не дуже далеких галактик.

КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ

   Більшість квазарів інтенсивно випромінюють радіохвилі. Коли астрономи точно визначили становища цих радіоджерел й на фотографіях, здобутих у видимому світлі, вони виявили зіркоподібні об'єкти.

   Щоб виявити природу дивних небесних тіл, сфотографували їх спектр. І зовсім несподіване! Ці “зірки” мали спектр, різко відрізняється від від інших зірок. Спектри були цілком незнайомими. Більшість квазарів де вони містили як добре визначних акторів і притаманних звичайних зірок ліній водню, узагалі з першого погляду не міг знайдете однієї лінії навіть будь-якої іншої хімічного елемента. Работавший США молодий голландський астрофізик М.Шмидт з'ясував, що лінії в спектрах дивних джерел невпізнанні тільки тому, що вони сильно зміщено в червону область спектра, а ділі це лінії добре відомих хімічних елементів (передусім водню).

   Причина усунення спектральних ліній квазарів була предметом великих наукових дискусій, у результаті яких переважна більшість астрофізиків дійшли висновку, що червоне усунення спектральних ліній пов'язане зі спільним розширенням Метагалактики.

   У спектрі об'єктів 3С273 і 3С48 червоне усунення сягає небувалою величини. Зміщення ліній до червоного кінцю спектра то, можливо ознакою видалення джерела від спостерігача. Що швидше видаляється джерело світла, тим більше коштів червоне усунення у його спектрі.

   Характерно, що у спектрі практично всіх галактик (а далеких галактик цього правила немає жодного винятку) лінії в спектрі завжди зміщено для її червоному кінцю. Наприклад, червоне усунення пропорційно відстані до галактики. Саме у цьому виражається  ЗАКОН ЧЕРВОНОГО СМЕЩЕНИЯ, объясняемый нині як наслідок стрімкого розширення всієї що спостерігається сукупності галактик.

Швидкість видалення

   У найбільш віддалених з відомих досі галактик червоне усунення дуже велике. Відповідні йому швидкості видалення вимірюються десятками тисячі кілометрів в секунду. Але в об'єкта 3С48 червоне усунення перевершило усі рекорди. Вийшло, що він несеться від Землі зі швидкістю лише приблизно вдвічі нижча швидкості світла! Якщо брати, що це об'єкт підпорядковується загальному закону червоного усунення, легко обчислити, що відстань від Землі до об'єкта 3С48 одно 3,78 млрд. світлових років! Приміром, за 8 1/3 хвилин промінь світла долетить до Сонця, за 4 року – до найближчій зірки. А тут майже 4 млрд.лет безперервного сверхстремительного польоту – час, що з тривалістю нашої планети.

   Під об'єкт 3С196 відстань, також знайдене по червоному зміщення, вийшло рівним 12 млрд. світлових років, тобто. ми вловили промінь світла, який прийшов до нас іще тоді, коли Землі, ні Сонця немає! Об'єкт 3С196 дуже швидкий – його швидкість видалення по променю зору сягає 200 тисячі кілометрів в секунду.

Вік квазарів

   За сучасними оцінкам, віку квазарів вимірюються мільярдами років. Упродовж цього терміну кожен квазар випромінює величезної енергії. Нам невідомі процеси, які б служити причиною такої энерговыделения. Якщо припустити, і нами сверхзвезда, у якій “згоряє” водень, що його маса повинна в мільярд раз перевищувати масу Сонця. Тим більше що сучасна теоретичної астрофізики доводить, що з масі більш ніж 100 разів перевищує сонячну, зірка неминуче втрачає стійкість і розпадається на цілий ряд фрагментів.

   З відомих нині квазарів, загальна кількість яких стало понад 10 000, найближчий видалено на 260 000 000 світлових років, найдальший – на 15 млрд. світлових років. Квазари, мабуть, найбільш старі об'єкти, можна побачити нами, т.к. за мільярди світлових років звичайні галактики невеликі ані за телескоп. Але це “живе минуле” поки що незрозуміло нам. Природа квазарів досі не повністю вияснена.

НЕОБЫЧАЙНАЯ СВЕТИМОСТЬ

   Підкоряючись до того ж закону космологічного видалення, як і галактики, джерела 3С273 і 3С48 власними силами дуже різняться від звичайних галактик, подібних нашої Галактиці. Насамперед вражає їх надзвичайна світність, у сотні разів що перевищує світність нашої Галактики.

   Здається, об'єкти, такі далекі від Землі, мали бути зацікавленими доступними лише спостерігачеві, збройного найпотужнішими сучасними телескопами. Насправді, наприклад, об'єкт 3С273 можна знайти у сузір'ї Волосся Вероніки як зірочку 12,6 зоряної величини. Такі зірки доступні навіть аматорським телескопам.

   Таинственным є і те що, що у своїм розмірам квазари явно менше галактик: якщо вони виглядають як точкові джерела світла, тоді як самі далекі галактики нагадують розмиті світні ляпки.

Джерело енергії

   Які ж жахливими за проектною потужністю випромінювання мали бути оті джерела світла, якщо за мільярди світлових років вони видаються такими яскравими!

   Найважливіше питання, пов'язані з квазарами, - це пояснення гігантського виділення енергії. Якщо квазари у самому справі перебувають у космологічно великих відстанях ми (тобто. червоне усунення справді пов'язані з розширенням Всесвіту), потрібно пояснити, як виникає ця найсильніша світність. Залишається загадкою, якою ж генератор підтримує світіння квазара. Зрозумілим є одне, що який був це джерело, що його у досить невеликої області простору, тобто досить компактний. І це саме собою вже свідчить, що механізм виділення енергії в квазаре дуже незвичайний.

   Багато астрофізики вважають, що квазари пов'язані з ядрами галактик, які перебувають на певному щаблі еволюції. Наприклад, ядро галактики М87 набагато яскравіше її зовнішніх частин. Але є галактики та інших типів, звані сейфертовские галактики, які мають контраст яскравого ядра зі слабосветящейся рештою виражений ще більше різко. Можливо, квазари – наступний щабель цієї послідовності. Якщо вони самі розташовані дуже далека, ми бачимо але їхні яскраве ядро, слабка ж оболонка (якщо взагалі є) зовсім не видно.

   Высказывается також припущення, що, як й у галактиці М87, виділення енергії в квазарах, можливо, пов'язані з наявністю надмасивних чорних дір. Починаючи з середини 1970-х років ідея у тому, що гігантське виділення енергії в квазарах пояснюється чорних дірок, придбала більшої популярності.

   Процес виділення енергії теж пов'язують із роботою сил тяжіння, а радіовипромінювання квазара – це синхротронное випромінювання заряджених частинок у магнітному полі.

   Деякі астрономи вважають, що потоки енергії від квазарів значно нижчі від, оскільки відстані перед тим дуже перебільшеними. Якщо квазари, скажімо, в 100 раз ближче до нас, чому ми думаємо, ми завищуємо удесятеро 000 коли їх світність під час розрахунків потужності випромінювання з їхньої що спостерігається яскравості. Астрономи, які дотримуються цієї погляду, вважають факту, що квазари часто видно на небі поруч із пекулярными (незвичними) галактиками. Ці галактики, хоч трохи незвичні за своєю структурою, мають звичайні червоні усунення, яким відповідають швидкості видалення, рівні кільком відсоткам від швидкості світла. А квазари, розташовані на небі неподалік них, мають червоні усунення удесятеро – 20 разів більше!

   Якщо квазари перебувають поруч з досить близькими галактиками, ніж пояснити їх величезні червоні усунення? Єдине розумне пояснення – ефект Доплера, але чому ми завжди спостерігаємо лише червоне усунення (видалення) і – фіолетове (наближення)? І як речовина може бути викинуте (завжди у напрямі ми!) з цими величезними швидкостями і зберегти у своїй форму єдиного об'єкта?

   Відповідь говорить: це невідомо. За 15 років зірвалася визначити ні відстані до квазарів, ні до їх природу і джерела їх колосальної енергії. Можливо, загадка квазарів таїть у собі ключі до якоїсь нової області астрофізики, якісь нові можливість виникнення великих червоних зсувів в невідомих нам ситуаціях чи нові шляхи генерації гігантських енергій, якщо квазари перебувають дуже далека. Сподіватимемося, у наступні роки зможемо подолати ці складнощі у поясненні природи віддалених областей Всесвіту, де розташовано квазизвездные об'єкти. Нині ж ми можемо лише сказати: очевидно, це природні, а чи не штучні астрономічні об'єкти, поки що незрозуміло, як цивілізація міг би “зробити” квазар.

ПЕРЕМЕННОСТЬ І РОЗМІР

   Ще один загадка квазарів у тому , що з них змінюють свою яскравість з періодом на кілька діб, тижнів чи років, тоді як звичайні галактики не виявляють таких варіацій.

   Московські астрономи А.С.Шаров і Ю.Н.Ефремов вирішили з'ясувати, як поводилися у минулому “дивні зірки”. Вони уважно переглянули 73 негативу, де від 1896 по 1963 р. зафіксовано об'єкт 3С273. Висновок, до якого вдалися радянські вчені, можна вважати цілком достовірним. Його є вражаючим. Виявилося, що 3С273 змінював свою яскравість! Не трохи, а дуже помітно – від 12,0 до 12,7 зоряної величини, тобто. майже двічі. Траплялося (наприклад, період із 1927 по 1929 р.), коли, використовуючи недовго потік випромінювання від 3С273 зростав в 3 – 4 разу! Іноді протягом кількох діб об'єкт змінювався на 0,2 – 0,3 зоряної величини. Притому напозір, оптично, було ніяких докорінних змін – “дивна зірка” незмінно здавалася зіркою, хоч і перемінної. Таке явище пізніше було виявлено і об'єкт 3С48.

   Відомі тисячі змінних зірок, з різних причин змінюються. Але навіть серед звичайних галактик був зареєстровано жодної перемінної. Хоча з них містять тисячі і мільйони змінних зірок, коливання їх світності відбуваються у різнобій і такі несуттєві для галактики загалом, що спільне випромінювання галактик завше залишається практично незмінним. Жоден оптичний інструмент світу може вловити хоча б найменші коливання світності котрійсь із галактик.

   Залишаються три можливості. Перша їх безглузда: зірки галактики змінюються відразу й однаково, начебто за командою, щодо одного ритмі. З фізично таке пояснення настільки абсурдно, так суперечить усе наше знань про космосі, що ні заслуговує серйозного розгляду. Друга можливість - дивні об'єкти, подібні до галактиками характером червоного усунення, мають фізичну природу, цілком відрізняється від галактик. Проте, більшість астрономів припускають, що квазари – активні ядра сверхдалеких галактик.

   Безперечно, що квазари – це довгі, розкидані упродовж десятків

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація