Названия квазаров. Квазар - это что такое? Квазары - Дистанционные огни
Термин образован сочетанием двух слов - quasistellar (похожий на звезду) и radiosource (радиоизлучение). Подразумевается, что квазар - это квазизвездный источник радиоизлучения.
Маяки Вселенной
С момента обнаружения первых квазаров прошло уже более полувека. Число известных объектов назвать сложно из-за отсутствия четких разграничений между квазарами и остальными типами галактик с активными ядрами. Если в конце ХХ века было известно около 4000 подобных объектов, то на сегодняшний день их количество приближается к 200 тыс. Кстати, первичное мнение, что все квазары являются мощным источником радиоизлучения, оказалось ошибочным, - лишь сотая часть всех объектов соответствует этому требованию.
Самый яркий и ближайший к Солнечной системе квазар (3С273, открыт одним из первых) находится на расстоянии 3 млрд световых лет. Излучение от наиболее удаленного (РС1247+3406) проходит путь к земному наблюдателю за 13,75 млрд лет, что приблизительно равно возрасту Вселенной, т. е. сейчас мы его видим таким, каким он был в момент Большого взрыва. Квазар - это самый удаленный наблюдаемый объект безграничного космического пространства.
Неправильное излучение
Ученых поставил в тупик первый же открытый квазар. Наблюдения и анализ спектра не имели ничего общего ни с одним из известных объектов настолько, что казались ошибочными и нераспознаваемыми. В 1963 году голландский астроном М. Шмидт (Паломарская обсерватория, США), предположил, что спектральные линии просто очень сильно смещены в длинноволновую (красную) сторону. Закон Хаббла позволил по величине красного смещения определить космологическое расстояние до объекта и скорость его удаления, что привело к еще большему удивлению. Удаленность квазара оказалась чудовищной, и при этом он выглядел в телескоп как обычная звезда +13m величины. Сопоставление расстояния со светимостью давало массу объекта в миллиарды масс Солнца, чего даже теоретически не может быть.
К интересным выводам приводит сравнение спектральных характеристик квазаров с данными галактик различных типов. Обнаруживается следующая структура плавного изменения свойств:
- Нормальные галактики (типы Е, SO -радиоизлучение во много раз слабее оптического)- самые близкие, с обычным спектром.
- Эллиптические (тип Е, с четкой спиралевидной формой и отсутствием бело-голубых звезд-гигантов и сверхгигантов).
- Радиогалактики (мощность радиоизлучения до 10 45 эрг/с).
- Голубые и компактные (удаленные, с большим красным смещением и высокой яркостью).
- Сейфертовские (с активным ядром).
- Лацертиды - мощные источники излучения в активных ядрах некоторых галактик, характеризующиеся высокой переменностью блеска.
Последние удалены на гораздо меньшее расстояние, чем квазары, и вместе с ними образуют класс блазаров. По предположениям ученых, блазары - активные ядра галактик, связанные со сверхмассивными черными дырами.
Пожиратели миров
Как такое может быть? Ведь черная дыра имеет такое сверхмощное гравитационное поле, что его не может покинуть даже свет. А квазар - это самый яркий объект, если учитывать расстояние до него.
Источником электромагнитного излучения выступают гравитационные силы черной дыры, находящейся в центре галактики. Они притягивают попавшие в поле звезды, и разрушают их. Из образовавшегося при этом газа вокруг черной дыры формируется аккреционный диск. Под действием гравитации он сжимается и приобретает высокую угловую скорость, что приводит к сильному разогреву и генерации излучения. Вещество из внутренних областей диска, не поглощенное черной дырой, идет на образование джетов - узконаправленных потоков элементарных частиц с высокой энергией, формирующихся под действием магнитного поля с противоположных полюсов ядра галактики. Длина джетов может лежать в диапазоне от нескольких до сотен тысяч световых лет и зависит от диаметра аккреционного диска объекта.
Точка зрения
Приведенная выше теория - наиболее популярная, объясняющая большую часть наблюдаемых свойств "смертоносных" астрономических тел. Менее распространена версия, что квазар - "зародыш" галактики, формирование которой происходит на наших глазах. Но все ученые единодушны во мнении, что эти объекты - явления оптического характера. Одно и то же тело может идентифицироваться как сейфертовская или радиогалактика, как лацертид или квазар. Значение имеет, под каким углом оно расположено к наблюдателю:
- Если взгляд наблюдателя совпадает с плоскостью аккреционного диска, экранирующего процессы в активном ядре, он видит радиогалактику (в этом случае большая часть излучения лежит в радиодиапазоне).
- Если - с направлением джетов, то блазар с жестким гамма-излучением.
Но, как правило, объект наблюдается под промежуточным углом, при котором принимается большая часть всего излучения.
Динамика свечения
Фундаментальное свойство квазаров - изменение светимости в течение коротких промежутков времени. Благодаря этому вычислили, что диаметр квазара не может быть более 4 млрд км (орбита Урана).
Ежесекундно квазар испускает в пространство в сто раз больше световой энергии, чем вся наша галактика (Млечный путь). Для поддержания такой колоссальной производительности черная дыра ежесекундно должна "проглатывать" планету не меньше Земли. При недостатке вещества интенсивность поглощения ослабевает, функционирование замедляется, блеск квазара ослабевает. После подхода и захвата новых "жертв" светимость приходит в норму.
Недружелюбные соседи
Зная опасные свойства этих мощных источников энергии, остается благодарить мироздание, что они обнаружены лишь на огромном удалении, а в нашей и в ближайших галактиках - отсутствуют. Но нет ли здесь противоречия с Теорией однородности Вселенной? При поисках ответа следует учитывать, что мы наблюдаем эти объекты такими, какими они были миллиарды лет назад. Интересно, а что такое квазар в наше время, сегодня? Астрономы активно обследуют близлежащие космические структуры в поисках бывших, израсходовавших свое "топливо", сверхмощных источников. Ждем результатов.
Известные объекты ученые используют в качестве космологического инструмента для изучения свойств и определения основных этапов эволюции Вселенной. Так, только открытие квазаров позволило сделать выводы об отличии от нуля энергии вакуума, сформулировать основные проблемы поиска темной материи, укрепить уверенность в важном месте черных дыр в формировании галактик и их дальнейшем существовании.
Противоречия. Время покажет
Существует довольно много суждений о том, как устроен и как функционирует квазар. Отзывы специалистов о различных теориях также представлены широким спектром: от ироничных до восторженных. Но есть объекты с рядом свойств, у которых нет возможных объяснений.
- Иногда у одного и того же квазара величина красного смещения отличается в 10 раз, следовательно, объект во столько же раз меняет скорость удаления. Чем не мистика?
- Если при наблюдении двух удаляющихся друг от друга квазаров оценивать расстояние до них по их красному смещению, то скорость, с которой они разбегаются, окажется выше скорости света!
Эти феноменальные результаты получаются, исходя из теории Большого взрыва, вследствии общей теории относительности. Что-то не так с теорией? В общем, квазар - это явление, которое еще ждет своих исследователей!
|
КВАЗАРЫ
- квазизвездные (сокращенно - QSO, звездообразные) источники радиоизлучения. Около 1960г небольшое количество радиоисточников было очень надежно отождествлено со звездами, что было полной неожиданностью. Ведь до сих пор космические радиоисточники отождествлялись либо с галактиками, либо с туманностями (например, образовавшимися при вспышках сверхновых звезд). Ожидаемые потоки радиоизлучении даже от самых близких звезд должны быть крайне незначительны. А между тем отождествленные со звездами радиоисточники были довольно интенсивны. Вполне естественно, что астрономы-оптики сразу же заинтересовались этими звездами. М. Шмидт
получил и исследовал спектр такой довольно яркой звезды 13-й величины, отождествленной с интенсивным радиоисточником 3С 273. Таким образом первый квазар был открыт астрофизиком Маартен ШМИДТ
5 августа 1962 года в обсерватории Маунт - Паломар - звездообразный объект 3С 273 (созв. Девы, 12,5 m , на расстоянии 590 Мпк (1,92 млрд.св.лет), скорость удаления 47400 км/с, красное смещение z=0,16, масса в 10 8 солнечных), являющегося источником мощного радиоизлучения отождествленные с линиями бальмеровской серии в спектре Н и линией ионизированного магния сильно смещенные к красному концу спектра. Звездные координаты квазара ЗС 273 были определены путем наблюдения его покрытия Луной на обсерватории «Паркском» в Австралии. Светимость 3С 273 приблизительно в сто раз превышает светимость нашей Галактики, считающейся гигантской звездной системой. С объектами такой высокой светимости астрономы тогда еще не встречались. Следует заметить, что удивительные свойства объекта 3С 273 были открыты только благодаря тому, что он оказался радиоисточником. На небе имеется много тысяч звездочек 13-й величины, и среди них объект 3С 273, многократно попадавший в поле зрения оптических телескопов и долгие годы решительно ничем не привлекавший к себе внимания. |
|
.jpg) |
|
| На этом телескопе впервые были отождествлены радиоисточник 3С 273 и слабая звездочка с удивительно большим красным смещением. Размер основного зеркала телескопа "Паркском" - 64 м, общий вес - 300 т. | Купол 5-метрового телескопа "Паломар", находящегося на высоте 1706 м над уровнем моря. Главное зеркало весит 13 т и имеет фокусное расстояние 16,5 м. Изучение спектрального состава. Построен в 1947 году. |
 |
 |
| Фотография квазара PG 1012+008 (яркое пятно в центре), взаимодействующего с галактикой, пролетавшей по соседству. И если между ними всего 35 тыс. световых лет, то от Земли они удалены на 1,5 млрд. световых лет. Гравитационные силы переместили звезды с их прежних орбит, и теперь многие из них упадут в черную дыру в центре квазара | Квазар 3C273 |
 |
 |
| Серия последовательных радиоизображений квазара 3C 273 - кажущаяся скорость перемещения яркой области джета существенно превышает скорость света. Однако это обстоятельство не опровергает СТО Эйнштейна, поскольку реальная скорость движения яркой области меньше скорости света, а видимое сверхсветовое движение обусловлено направленностью джета в сторону Земли. | Часть заряженных частиц направляется магнитным полем к полюсам черной дыры и вылетает оттуда с огромной скоростью. Так образуются наблюдаемые учеными джеты, длина которых достигает 1 млн. световых лет. Частицы в джете сталкиваются с межзвездным газом, излучая радиоволны. |
 |
 |
| На оптическом изображении квазара 3С 273 хорошо виден джет, испускаемый черной дырой. | Сверхмассивная черная дыра втягивает в себя окружающее вещество (аккреция вещества) пролетающей звезды. Супермассивная "черная дыра" в галактике RX J1242-11 коснулась неосторожной звезды и проглотила её. Этот уникальный процесс наблюдали американский космический телескоп "Чандра" и европейский телескоп "Ньютон" в рентгеновском диапазоне. Зафиксированная катастрофа произошла на расстоянии 25 тысяч световых лет от Земли. |
 |
 |
| Изображение квазара HE 1013-2136 (в центре) и его соседей. Яркий дугообразный приливной хвост простирается к левому нижнему углу на расстояние более 150 000 световых лет. Второй, более короткий и слабый хвост виден в направлении правого верхнего угла. | Та же область, как и на предыдущем изображении, но обработанное на компьютере. Чётко видны два приливных хвоста, а также точечные структуры. В частности, видна очень близкая (20000 световых лет) галактика компаньон (в положении 5 часов), которая может находиться в гравитационном взаимодействии с родительской галактикой квазара. |
Нужно заметить, что вскоре после открытия квазаров были обнаружены такой же природы оптические объекты без признаков радиоизлучения. Они получили название "радиоспокойные" квазары. Оказалось, что таких квазаров во много десятков раз больше, чем радиоизлучающих.
Были обнаружены квазары, у которых период переменности составляет 200 сек, а в основном изменения в оптической и радиодиапазоне от нескольких дней до года. У некоторых обнаружено рентгеновское излучение. Впервые рентгеновское излучение от внегалактического объекта было обнаружено еще в 1971 г. на первом специализированном рентгеновском спутнике "Ухуру", заложившем основы современной рентгеновской астрономии. Этим объектом сказалась одна из ближайших радиогалактик NGC 4486. Другим метагалактическим рентгеновским источником оказалась яркая сейфертовская галактика NGC 4151. Не подлежит сомнению, что излучает активное ядро этой галактики. Вскоре был обнаружен слабый поток рентгеновского излучения и от первого открытого квазара 3С 273, а также от радиогалактики Лебедь-А. Новый этап в изучении внегалактических рентгеновских источников наступил в 1979 г., после запуска космической лаборатории имени Эйнштейна. На этой обсерватории чувствительность приемной рентгеновской аппаратуры была в 1000 раз выше, чем на "Ухуру", при очень хорошей угловой разрешающей способности. В результате оказалось возможным осуществить массовое определение рентгеновского излучения большого количества квазаров, а также сейфертовских галактик. Кроме того, был получен большой наблюдательный материал по рентгеновскому излучению скоплений галактик, представляющий особый интерес.
Всего было исследовано рентгеновское излучение более чем 100 квазаров и большого количества сейфертовских галактик и скоплений. Практически все квазары являются источниками рентгеновского излучения, мощность которого меняется в широких пределах, от сотых долей полного излучения нашей Галактики (10 44 эрг/с) до значений, в тысячу раз превосходящих полную мощность Галактики. Как правило, рентгеновское излучение квазаров переменно; это указывает (как в случае радиоизлучения), что оно возникает в малой области. Наличие мощного рентгеновского излучения квазаров и активных ядер галактик свидетельствует о происходящих там грандиозных процессах, связанных с нагревом газа до температуры порядка сотни миллионов градусов. По-видимому, часть рентгеновского излучения не связана с горячей плазмой, а создается релятивистскими электронами, взаимодействующими с полем излучения большой плотности (явление Комптона).
Радиоструктура квазаров во многом напоминает радиогалактики, так что обычно по одной лишь этой структуре отличить квазары невозможно. Так же, как и у радиогалактик, очень часто наблюдаются двойные радиоисточники, между которыми находится компактный, иногда переменный, радиоисточник, совпадающий по своим координатам со звездообразным оптическим объектом - квазаром. В очень редких случаях у самых близких квазаров около звездообразного объекта наблюдаются очень слабые протяженные образования. От квазара 3С 273 исходит слабая струя - выброс протяженностью около 20". На таком огромном расстоянии этим угловым размерам соответствует линейная протяженность около 100 тысяч световых лет. Эта струя, помимо оптического излучения, излучает также радиоволны, так что квазар 3С 273 можно рассматривать как двойной радиоисточник. В 1963г Э.Сэндидж
завершил работу по изучению движения газа в сравнительно близкой к нам галактике М82 и пришел к выводу, что характер этого движения указывает на то, что приблизительно 1,5 млрд. лет назад из ядра М 82 произошел выброс газовых масс, более чем в миллион раз превосходящих массу Солнца. Эти и другие подобные им факты и привели академика Амбарцумяна к мысли, что в состав галактических ядер входят сверхплотные тела из незвезднои материи. Следует заметить, что аналогичные выбросы наблюдаются также и у некоторых радиогалактик. Оптическое излучение квазаров имеет нетепловую природу и связано с очень мощным выделением энергии (до 10 41 Вт) в небольшом объеме пространства. Невероятно высокая светимость квазаров позволяет уверенно наблюдать их с расстояний в миллиарды св.лет.
Важным вопросом является принадлежность квазаров к скоплениям галактик. Долгое время нельзя было решить вопрос в положительном смысле. Это и понятно, ведь квазары (в оптическом диапазоне спектра видны как слабые объекты, похожие на голубоватые звездочки) излучают в сотни раз интенсивнее "нормальных" галактик, поэтому последние, находящиеся в том же скоплении, будут слишком слабы, чтобы изучаться спектроскопически. Ведь критерием принадлежности к одному скоплению является одинаковое красное смещение у галактик и квазаров. Только для немногих, сравнительно близких квазаров, удалось обнаружить скопления галактик, в которых они находятся.
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 Калифорнии. 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. Так что новый рекордсмен располагается, если можно так выразиться, на самом краю необъятного и бесконечного в своем расширении мироздания.
Сейчас известно тысячи квазаров и почти все они отстают от нас на миллиарды св.лет, т.е. имеют сильное красное смещение. Самый удаленный из известных 4С 41.17 с красным смещением z=0,91, удаленными на 13 млрд.св.лет. Максимальное красное смещение может быть равно 5, то есть это для объекта в момент, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сегодня. Квазары имеют диаметр в 1 св.год и по светимости в100 раз превосходят светимость нормальных галактик. Их переменность в оптическом и радиодиапазоне составляет от нескольких дней до многих лет. Статистическая отчётность показывает, что относительное количество квазаров убывает по мере роста мощности их излучения. Важнейшим результатом таких статистических исследований является вывод о том, что на более ранних этапах эволюции Вселенной, когда ее размеры были в 3-5 раз меньше нынешних, квазаров было гораздо больше, чем сейчас. В ту отдаленную эпоху квазаров было почти столько же, сколько и "нормальных" галактик. Нельзя исключить гипотезу, что тогда все галактики были квазарами!
Обращает на себя внимание то обстоятельство, что количество квазаров, начиная со значения красного смещения, превосходящего некоторый предел (соответствующий увеличению длины волны в 4,5 - 5 раз), резко падает. Т.е. среди галактик, большинство которых наблюдается на расстоянии до 4 млрд.св.лет мало квазаров, большинство их удалено на расстояние до 14 млрд.св.лет, что указывает на то, что раньше активных ядер галактик было значительно больше (10млрд.св.лет назад в 1000 раз больше). Эпоха расцвета квазаров 3-7 млрд.св.лет после Большого Взрыва по предположению Г.Марк Войт
(Институт Космического телескопа им. Хаббла, США). Практически все звездообразные объекты звездной величины ниже 23 m это квазары.
На сегодняшний день наиболее распространена точка зрения, согласно которой квазар - это сверхмассивная черная дыра, втягивающая в себя окружающее вещество (аккреция вещества). По мере приближения к черной дыре заряженные частицы разгоняются, сталкиваются, и это приводит к сильному излучению света. Если черная дыра при этом имеет мощное магнитное поле, то оно дополнительно закручивает падающие частицы и собирает их в тонкие пучки, джеты, разлетающиеся от полюсов.
Под действием мощных гравитационных сил, создаваемых черной дырой, вещество устремляется к центру, но движется при этом не по радиусу, а по сужающимся окружностям - спиралям. При этом закон сохранения момента импульса заставляет вращающиеся частицы двигаться все быстрее по мере приближения к центру черной дыры, одновременно собирая их в аккреционный диск, так что вся «конструкция» квазара чем-то напоминает Сатурн с его кольцами. В аккреционном диске скорости частиц очень велики, и их столкновения порождают не только энергичные фотоны (рентгеновское излучение), но и другие длины волн электромагнитного излучения. При столкновениях энергия частиц и скорость кругового движения уменьшаются, они потихоньку приближаются к черной дыре и поглощаются ею. Другая часть заряженных частиц направляется магнитным полем к полюсам черной дыры и вылетает оттуда с огромной скоростью. Так образуются наблюдаемые учеными джеты, длина которых достигает 1 млн. световых лет. Частицы в джете сталкиваются с межзвездным газом, излучая радиоволны. В центре аккреционного диска температура относительно невысокая, она достигает 100 000 К. Эта область излучает рентгеновские лучи. Чуть дальше от центра температура еще немного ниже - примерно 50 000 К, там излучается ультрафиолет. С приближением же к границе аккреционного диска температура падает и в этой области происходит излучение электромагнитных волн все большей длины, вплоть до инфракрасного диапазона.
Ядра обычных галактик внутри которых находятся черная дыра с массой до 1 млрд. масс Солнца (обычно в 100 млн. масс Солнца и радиусом до 5а.е. в центре обычных галактик. Так для 3С273 черная дыра должна иметь размер Солнечной системы - 10 8 км, чтобы удержать массу 10 8 солнечной, для нашего Солнца черная дыра составляла бы размер порядка 6км). Так или иначе, но предположение о сверхмассивной черной дыре в центре галактики оказалось плодотворным и способным объяснить многие свойства квазаров.
Так, например, масса черной дыры, находящейся в центре типичной галактики, составляет 10 6 -10 10 солнечных масс и, следовательно, ее гравитационный радиус варьируется в пределах Зх10 6 -Зх10 10 км, что согласуется с предыдущей оценкой размеров квазаров.
Новейшие данные также подтверждают компактность тех областей, из которых исходит свечение. Например, 5-летние наблюдения позволили определить орбиты шести звезд, вращающихся около похожего центра излучения, находящегося в нашей галактике. Одна из них недавно пролетела от черной дыры на расстоянии, составляющем всего 8 световых часов, двигаясь со скоростью 9 000 км/с.
Как только вокруг черной дыры появляется материя в любой форме, черная дыра начинает излучать энергию, поглощая вещество. На начальной стадии, когда формировались первые галактики, вокруг черных дыр было много вещества, являющегося для них своеобразной «пищей», и черные дыры светились очень ярко - вот они, квазары! Кстати, энергии, которую средний квазар излучает за секунду, хватило бы для обеспечения Земли электричеством на миллиарды лет. А один рекордсмен с номером 550014+81 излучает свет в 60 тысяч раз интенсивнее всего на шего Млечного пути с его сотней миллиардов звезд!
Когда вещества в окрестности центра становится меньше, свечение ослабевает, но тем не менее ядро галактики продолжает оставаться самой яркой ее областью (это явление, называемое «Активное галактическое ядро», астрономам известно давно). Наконец, настает момент, когда черная дыра поглощает из окружающего пространства основную часть ве щества, после чего излучение почти прекращается и черная дыра становится тусклым объектом. Но она ждет своего часа! Как только в окрестностях появится новое вещество (например, при столкновении двух галактик), черная дыра засияет с новой силой, с жадностью поглощая звезды и частицы окружающего межзвездного газа. Так что, стать заметным квазару удается только за счет своего окружения. Современная техника уже позволяет различить вокруг далеких квазаров отдельные звездные структуры, являющиеся питательной средой для ненасытных черных дыр.
Впрочем, в наше время, когда столкновения галактик редки, квазары возникать не могут. И судя по всему, это действительно так - почти все наблюдаемые квазары находятся на очень существенном удалении, а значит, прилетающий от них свет был испущен очень давно, еще в те времена, когда рождались первые галактики.
Эта галерея портретов квазаров, полученных Космическим телескопом Хаббла, позволяет увидеть их ближайшие окрестности: сами квазары выглядят как яркие звездообразные объекты с дифракционными крестами. Изображения в центральной и правой колонках показывают квазары, связанные с разрушенными сталкивающимися и сливающимися галактиками, в которых должно быть достаточно вещества, чтобы подпитывать голодную черную дыру.
Сам термин «квазар» образовался от слов quas istella r и r adiosource, буквально означая: , похожий на звезду. Это самые яркие объекты нашей Вселенной, имеющие очень сильное . Их относят к активным галактическим ядрам – это не укладывающиеся в традиционную классификацию.
Многие считают их огромными , интенсивно всасывающими в себя всё, что их окружает. Вещество, приближаясь к ним, разгоняется и очень сильно разогревается. Под воздействием магнитного поля чёрной дыры частицы собираются в пучки, которые разлетаются от её полюсов. Этот процесс сопровождается очень ярким свечением. Есть версия, что квазары – это галактики в начале своей жизни, и фактически, мы видим их появление.
Если предположить, что квазар – некая сверхзвезда, сжигающая составляющий её водород, то массу она должна иметь до миллиарда солнечной!
Но это противоречит современной науке, считающей, что звезда, массой больше 100 солнечных, обязательно будет неустойчивой и, вследствие этого, распадётся. Источник их гигантской энергии тоже пока остается загадкой.
Яркость
Квазары имеют громадную мощность излучения. Она может превышать мощность излучения всех звёзд целой галактики в сотни раз. Мощь так велика, что объект, отдалённый от нас на миллиарды световых лет, мы можем увидеть в обычный телескоп.
Получасовая мощность излучения квазара может быть сопоставима с энергией, выделившейся при взрыве сверхновой.
Светимость может превышать светимость галактик в тысячи раз, а ведь последние состоят из миллиардов звёзд! Если сравнивать количество энергии, произведённое в единицу времени квазаром и то разница получится в 10 триллионов раз! А размер такого объекта может быть вполне сравним с объёмом .
Возраст
Возраст этих суперобъектов определяется десятками миллиардов лет. Ученые вычислили: если сегодня соотношение квазаров и галактик 1: 100000, то 10 млрд. лет назад оно было 1: 100.
Расстояния до квазаров
Расстояния до удалённых объектов Вселенной определяются с помощью . Для всех наблюдаемых квазаров характерно сильное красное смещение, то есть, они удаляются. И скорость их удаления просто фантастическая. Например, для объекта 3С196 была вычислена скорость 200000 км/сек (две трети скорости света)! А до него около 12 млрд. световых лет. Для сравнения, галактики летят с максимальными скоростями «всего» в десятки тысяч км/сек.
Некоторые астрономы считают, что и потоки энергии от квазаров, и расстояния до них несколько преувеличены. Дело в том, что нет уверенности в методах изучения сверхдалёких объектов, за всё время интенсивных наблюдений не удалось достаточно определённо установить расстояния до квазаров.
Переменность
Настоящая загадка – переменность квазаров. Они изменяют свою светимость с необычайной частотой, у галактик таких изменений не бывает. Период изменений может исчисляться годами, неделями и сутками. Рекордом считается изменение блеска в 25 раз за один час. Эта переменность характерна для всех излучений квазара. Исходя из последних наблюдений, выясняется, что бо льшая часть квазаров расположена возле центров громадных эллиптических галактик.
Изучая их, нам становится более понятной структура Вселенной и её эволюция.
Иосиф Ольшаницкий
Нельзя согласиться с современным космологическим воззрением, что (см. ниже)
«размер квазаров удивительно мал (разумеется, по галактическим масштабам), и доказательством этого служит тот факт, что некоторые из них довольно быстро и беспорядочно меняют свой блеск».
А может быть, свет далёкой квазизвезды время от времени заслоняют пролетающие вблизи нашей Галактики лишь небольшие, полупрозрачные скопления газа и пыли?
Это слово появилось в 60-х годах. Так стали называть нечто похожее на звезду, которая в отличие от обычных звёзд имеет сверхмощное радиоизлучение. Она находится так далеко, что в телескопы её можно увидеть только потому, что мощность её невообразимо велика - много больше, чем у огромных галактик (и даже, можно добавить сегодня, больше, чем у огромных скоплений и сверхскоплений галактик).
Сверхновые звезды не имеют такой яркости. Водородная бомба, размером больше, чем наше Солнце, не имела бы такой яркости в момент взрыва, каковую имеет эта квазизвезда постоянно и вечно.
Откуда черпает столько энергии этот загадочный объект?
Приблизительно так в те годы формулировали загадку природы квазаров.
Именно так - через четыре десятилетия - этот вопрос стоит и сегодня. В представлениях о природе квазаров почти ничего не прояснилось.
Первый же вопрос по поводу этой загадки природы: Какова протяжённость столь мощного источника излучений? Воззрение специалистов на эту проблему проблем в естествознании удивляет больше, чем само это загадочное явление.
В 1970 году в Москве Академия пед. наук СССР издала шикарную научно-популярную книгу «Познание продолжается», где о загадке квазаров на стр. 26 - 29 рассказывается следующее:
«В 1963 году было обнаружено, что положение некоторых радиоисточников очень маленького углового размера совпадает с положением отдельных слабых звёзд. Но известно, что обычные - слишком маломощные радиоисточники, чтобы их радиоизлучение можно было обнаружить. Поэтому открытые объекты сразу привлекли к себе пристальное внимание. Неожиданно оказалось, что спектр этих радиозвёзд содержит много ярких линий излучения (в отличие от тёмных линий поглощения, типичных для нормальных звёзд), которые не поддаются расшифровке: Было неясно, каким химическим элементам принадлежат спектральные линии. С такой ситуацией астрономы сталкивались, пожалуй, впервые. Наконец работающий в США голландский астроном М. Шмидт нашёл ключ к разгадке странного спектра. Оказалось, что спектральные линии принадлежат хорошо знакомым химическим элементам, только эти линии сдвинуты в сторону красной части спектра очень сильно, имеют большое красное смещение.
Величиной красного смещения обычно называют число, показывающее, как относится изменение длины волны любой линии в спектре к первоначальной длине волны этой линии. Это число обычно бывает много меньше единицы. Для звёзд нашей Галактики оно не выше 0,001, а для большинства исследовавшихся галактик, оно составляет 0,003 - 0,1. Самые далёкие галактики, которые можно исследовать с помощью крупнейших телескопов, имеют красное смещение 0,2 - 0,5. Красное смещение двух самых ярких радиозвёзд оказалось близким к красному смещению далёких галактик - 0,16 и 0,37.
Это говорит о том, что если их красное смещение, как и у галактик, вызвано расширением Вселенной, то обнаруженные объекты лежат очень далеко. Они не похожи на галактики. Эти объекты выглядят маленькими точками, как звёзды, внешне отличаясь от большинства из них только голубым цветом. Они получили название к в а з и з в ё з д н ы е (т. е. похожие на звёзды) р а д и о и с т о ч н и к и, или, сокращённо, к в а з а р ы.
Поскольку квазары видны с колоссальных расстояний, они должны излучать света в […!] раз больше, чем нормальные галактики, а их радиоизлучение по мощности в […!] раз.
Самый близкий квазар (он известен под номером 3С 273) находится на расстоянии около […!] миллиардов световых лет от нас, и тем не менее его можно наблюдать даже в небольшой телескоп, в который можно увидеть лишь несколько ближайших галактик. Рядом с этим квазаром на фотографиях заметно направленное на него маленькое вытянутое облачко, очень напоминающее выброс из ядра радиогалактики Дева. Оно также является источником радио излучения. Сами квазары по многим характеристикам очень похожи на ядра галактик, находящиеся в возбуждённом состоянии, выбрасывающие газ и быстрые частицы.
Таким образом, нащупывается нить, связывающая квазары с уже знакомыми нам объектами. Не исключена возможность, что квазары - это ядра галактик, [тех,] которые светят слишком слабо, чтобы мы могли их видеть.
Размер квазаров удивительно мал (разумеется, по галактическим масштабам), и доказательством этому служит тот факт, что некоторые из них довольно быстро и беспорядочно меняют свой блеск. Например, яркость квазара 3С 273 иногда заметно изменяется в течение нескольких недель или даже дней. Из этого следует вывод, что его размер не может превышать нескольких световых дней
, иначе он целиком, как единый объект, не мог бы так быстро менять свою яркость. Это рассуждение может относиться не ко всему квазару, а к тем его областям, которые дают основной вклад в излучение.
Существование небольшого, но очень массивного газового шара, каким, по некоторым данным, является ядро квазара, объяснить не так-то просто. Можно строго доказать, что обычный газовый шар с массой даже в несколько сот масс Солнца неотвратимо начнёт безудержно и быстро сжиматься под действием собственной тяжести, пока не достигнет такого размера, при котором прекратится всякое излучение света; произойдёт, как говорят, г р а в и т а ц и о н н ы й к о л л а п с. Но ведь квазары существуют, и причём довольно долго, наверняка более ста лет. Удалось разыскать фотографии неба, сделанные ещё в прошлом веке, где среди звёзд оказался запечатлённым квазар 3С 273; его яркость с тех пор существенно не изменилась.
Специалисты считают, что причину устойчивости квазара следует искать в его быстром вращении или в бурных хаотических движениях его вещества. Пока такие движения не затихнут (а для этого требуется немало времени), квазар не начнёт своего катастрофически быстрого сжатия.
Существуют и иные предположения. Некоторые исследователи считают, например, что хазары хотя и находятся за пределами нашей Галактики, но расстояние до них во много раз меньше, чем это следует из красного смещения. Иными словами, их красное смещение в основном вызвано не расширением Вселенной, как у галактик, а иными причинами. При этом масса и светимость квазаров может и не быть очень большой. Например, квазары могут быть маленькими газовыми сгустками, летящими с околосветовой скоростью, выброшенными когда-то нашей или какой-нибудь соседней галактикой.
Можно предположить и другое: квазары отнюдь не имеют больших скоростей, а красное смещение вызвано движением света в сильном гравитационном поле. Красное смещение возникает оттого, что луч света, вырываясь из сильного гравитационного поля, создаваемого очень плотными телами, теряет часть своей энергии и, следовательно, увеличивает длину волны. Однако гипотезы, основанные на этих предположениях, пока не могут объяснить всей совокупности известных данных и, пожалуй, делают природу квазаров ещё более непонятной. Поэтому большинство учёных продолжает считать квазары самыми далёкими объектами.
Сейчас известно более сотни квазаров. Самые далёкие из них имеют такое большое красное смещение, что испускаемые квазарами невидимые ультрафиолетовые лучи становятся видимыми, попадают в видимую часть спектра.
Поиски квазаров привели к открытию родственных им объектов. На фотографиях они также почти не отличаются от звёзд, имеющих голубой цвет и смещённые в красную сторону спектральные линии. Но в отличии от квазаров они почти не излучают радиоволн, что сильно затрудняет их обнаружение. Открытые объекты получили название к в а з и з в ё з д н ы х г а л а к т и к (сокращённо - к в а з а г и). Пока их нашли немного, но это вызвано лишь трудностями обнаружения: некоторые звёзды нашей галактики такие же голубые, как квазаги и квазары, и только спектральный анализ может показать, звезда это или внегалактический объект. Во Вселенной квазаги распространены даже больше, чем квазары. Вероятнее всего, это одинаковые объекты, только на разных стадиях развития.
Ещё не разобравшись в природе этих далёких объектов, учёные начали использовать их наблюдения для решения ряда проблем. Например, лучи света, испущенные квазарами и квазагами, проходят огромные расстояния между галактиками сквозь очень разряжённый газ. Анализ принятого света может помочь уточнить плотность газа в межгалактическом пространстве. Но особенно привлекает то, что лучи, приходящие к нам от этих объектов, как гонцы далёкого прошлого: ведь чем дальше объект, чем больше его красное смещение, тем раньше был испущен принятый нами сегодня свет. Мы видим эти далёкие тела такими, какими они были миллиарды лет назад, а к настоящему времени они, без сомнения, неузнаваемо изменились. Наблюдая за далёкими объектами, мы как бы заглядываем в прошлое Вселенной. Получив возможность узнать, Как расширялась Вселенная миллиарды лет назад, учёные изучают, какими свойствами обладает окружающее нас пространство, и как эти свойства меняются со временем. Наблюдения приводят к выводу, например, что миллиарды лет назад квазары встречались во Вселенной во много раз чаще, чем теперь.
Так же сравнительно недавно стала известна одна очень любопытная деталь: есть несколько квазаров (они находятся в различных областях неба), у которых в спектре наряду со светлыми линиями излучения присутствуют тёмные линии поглощения. Красное смещение линий излучения у всех этих квазаров различное, но смещение линий поглощения практически одно и то же - оно составляет около 2,0! Да и число квазаров с таким смещением линий […] оказалось тоже подозрительно велико. Одни считают, что такое совпадение вызвано некоторыми особенностями расширения Вселенной, другие видят в этом подтверждение того, что красное смещение квазаров - результат их внутренних свойств.
Изучение квазаров и квазагов происходит бурными темпами. Оно помогает нам узнать, как Вселенная постепенно меняет свой облик. Было такое время, когда вообще не существовало ни звёзд, ни галактик, ни квазаров, и материя находилась в иных, может быть, и не известных сейчас формах. Но природа всегда была и останется познаваемой, и исследование галактик, в которых содержится почти вся плотная материя Вселенной, и загадочных квазизвёздных объектов - квазаров и квазагов - помогает нам понять, как устроена Вселенная и как она развивается»
Не стоит наивно думать, что астрономам не приходила в голову мысль о полупрозрачных газовых сгустках, пролетающих в ближайших окраинах нашей Галактике, этих мелких облаках над Галактикой, заслоняющих от нас квазары время от времени на своем пути. Это первое, что сообразит даже ребёнок. Но это тот постулат, который делает смешным чуть ли не всё современное естествознание (со всем его математическим аппаратом физики и с его научным оборудованием в обсерваториях, в исследовательских лабораториях, в военном производстве). Теперь постулаты в космологии дают направления физикам. Кто решится заявить о себе, что он слабоумный, своим детским предложением: рассмотреть всё ж таки предположение о полупрозрачных сгустках газа в космосе, мельтешащими перед телескопами - у всех на носу!
Научно установлено, что в некоторых областях естествознания, предположение недостаточно сумасбродное не может быть правильным! Облака заслоняют? Что за детский лепет! Даже школьникам положено знать, что космологических размеров квазары не должны существовать!
Разве? А вот в Мировой Истории Народов может быть, что все ранее написанное в основе своей оказывается ложными, например, с точки зрения А. Т. Фоменко, математика, академика.
О квазарах, как и о хазарах, иметь собственное суждение… не принято.
Поскольку мы не учёные, потешим себя игрой в то, как «шизофреники вяжут веники».
Позабавим себя доказательством от противного, что квазар - это именно то, что надо. Абсурдные суждения будем защищать от праведных учёных, как взаправду.
Выше цитировалось: «квазары могут быть маленькими по размеру газовыми сгустками, летящими с околосветовой скоростью, выброшенными когда-то нашей или какой-либо соседней галактикой».
Упростим, допущение. Выбросы газа имеют отношение к теме, но это не квазары, а лишь мелкая облачность над нашей Галактикой. Околосветовая скорость выбросов для объяснений вовсе не обязательна. Достаточны и наиболее вероятны выбросы лишь из нашей Галактики. Нет необходимости в таком, ""маленьком по размеру газовом сгустке"", где газ почему-то разогревается, вплоть до свечения, да ещё такого, что это выглядит как квазар. Достаточно, чтобы эти маленькие выбросы газа в космическом вакууме иногда лишь заслоняли квазар от Земли и этим чуть ослабляли, доходящий от него свет. Поскольку это выбросы из Галактики, то они не влияют на блеск звёзд Галактики, между которыми виден квазар, блеск которого в отличие от них заметно меняется.
На таком огромном расстоянии, на котором находится квазар от Земли, каким бы он ни был большим даже в сравнении с галактиками, с Земли он виден как точка. Всё, что хотя бы больше размера Земли, в частности даже самые малые газовые облака вблизи нашей Галактики закрывают от Земли весь квазар, каких бы размеров он бы ни был, - там, у себя в своём далёком далеке. Газ в космосе разряжается так, что становится почти совсем прозрачным, хотя все ж таки он прозрачен не идеально, что и сказывается на яркости доходящего до Земли света от квазара.
Поскольку, оказывается, нет доказательства того, что квазар не может быть размером больше, чем несколько световых дней, то кроме малоубедительных гипотез о природе квазара, общепринятых сегодня, открываются возможности для построения картин иных, связывающих и объясняющих то, что не получалось объяснить в изложении предположений, упомянутых выше.
В названой выше книге, издания 1970 года, сказано на стр. 20: «Астрономам приходится иметь дело с самыми огромными, самыми массивными и самыми далёкими телами, существующими в природе. Поэтому они привыкли к гигантским масштабам и огромным числам. [… … …]
Галактики так далеки от нас, что, за исключением немногих самых близких, их нельзя рассмотреть ни в какие телескопы. Изучают их, как правило, с помощью астрономической фотографии или электронных приёмников. По фотографиям определяют яркость галактик, их размеры, форму, структуру, положение на небе»
На стр.25 там же интересно отметить следующее:
""Взрывы в центрах галактик
На всём небе обнаружено много сотен точек или маленьких областей, от которых приходят к нам радиоволны. Чтобы узнать, какие тела их испускают, с помощью крупных телескопов фотографируют область неба, где зафиксирован тот или иной радиоисточник. Неожиданно оказалось, что на месте многих из них находятся далёкие галактики. Их назвали радиогалактиками.
… … …
На рисунке … радиогалактика, расположенная в большом скоплении галактик в созвездии Дева. Расстояние до неё - около 30 млн. световых лет»
Сопоставим.
«Самый близкий
квазар (он известен под номером 3С 273) находится на расстоянии 1,5 млрд.
световых лет от нас, и тем не менее его можно наблюдать даже в небольшой телескоп
, в который можно увидеть лишь несколько ближайших галактик.»
«Галактики так далеки от нас, что за исключением немногих самых близких, их нельзя разглядеть ни в какие телескопы
».
Что за бессмыслица:
Галактики, состоящие даже из очень многих миллиардов ярких звёзд, нельзя разглядеть ни в какие телескопы. Однако, почему-то якобы можно отчётливо разглядеть даже в небольшой телескоп всего лишь какой-то ""небольшой по размеру газовый шар, выброшенный галактикой "", лишь какой-нибудь одной, причём сверхдалёкой.
Этот газ, выброшенный в космический холод, в космический вакуум, при этом имеющий массу существенно меньшую, чем масса нескольких сот Солнц (а не многих миллиардов таких же и ещё больших звёзд), якобы оказывается почему-то несопоставимо ярче любой галактики.
Этот газ, расширяющийся в космическом вакууме, и потому всё более прозрачный, в телескоп почему-то хорошо виден, причём даже в небольшой телескоп. И виден он почему-то раскалённым, светящимся много ярче, чем вместе взятые все многие миллиарды звёзд галактики, его породившей.
Расстояние от Солнца до Земли - несколько световых минут. Солнце - это газовый шар. На его, так сказать, поверхности температура - несколько тысяч градусов. Газовый шар при массе, равной массе не более сотни Солнц (иначе, он исчезнул бы в гравитационном коллапсе), при диаметре не более нескольких световых дней (по причине изложенной выше) должен иметь в миллиарды раз меньшую плотность, при которой нет условий для термоядерного процесса, разогревающего звёзду. Такой газовый шар должен быть холодным и потому невидимым.
Получается, что квазар
, размером всего в несколько световых дней, виден
сквозь газопылевые туманности на расстоянии минимум 1,5 млрд. световых лет - даже в небольшой телескоп;
это при том, что ни в какой телескоп нельзя видеть галактики,
кроме нескольких ближайших. Это при том, что 30 млн. световых лет
- это расстояние до очень далёких галактик.
Добавим, к этому с учётом достижений последующих лет ещё кое-что.
Астрономия продвинулась в новые масштабы расстояний, где даже миллиардами световык лет их оценка сомнительна. В такой дали никакие галактики не видны уже и на фотографиях. Весьма нечётко можно обнаруживать лишь огромные скопления и сверхскопления галактик. А квазары всё ещё видны.
. Причём всё более далёкие квазары оказались с красным смещением более 2-х, и более 3-х, и более 4-х, и… Астрономы сбились со шкалы расстояний в миллиардах световых лет.
Увидеть квазар, имеющий размеры не более, чем несколько световых дней, с расстояния, например, какие-нибудь всего лишь пятнадцать миллиардов световых лет - упоминать нечто ещё большее считается бессмыслицей, - это то же самое, что увидеть светлячок сигареты
с расстояния не в метр, не в километр, не в тысячу километров и даже не в миллион километров, а с расстояния в три миллиарда километров.
.
В такое не верится.
Неужели астрономы и физики поместили квазар внутрь галактики только потому, что не догадались объяснить частые и беспорядочные изменения регистрируемой яркости квазара мелькающими тенями от полупрозрачной газовой и пылевой облачности над нашей Галактикой?
Году в -80-м, впервые встретив в научно-популярной брошюре упоминание термина ""космологические струны"". Тогда я сразу подумал, что квазары являются узлами, в которых оканчиваются эти соединяющиеся струны, образующие пространственную решётку. Материалом этой Решётки являются сверхскопления галактик. Они являются ""материей "" в космологическом масштабе. Почти вся эта материя Вселенной сосредоточена в узлах этой Решётки. Лишь малая часть всего материала этой Решётки содержится в её струнах, и совсем ничтожная часть этого материала содержится в плёнках, растянутых между струнами этой решётки. В пространствах между струнами, растягивающих плёнки ячеек этой Решётки, нет никаких галактик. Гравитационное притяжение между звёздами, галактиками и скоплениями галактик образует поверхностное натяжение плёнок между струнами и сами космологические струны. Гравитационные силы втягивают этот материал из струн в узлы Решётки, где находится почти вся гравитационная масса решётки. К этим узлам с нарастающим ускорением свободного падения миллиарды лет летят галактики огромными сверхскоплениями. Расстояния между ними увеличиваются, как расстояния между падающими каплями воды, отрывающимися одна за другой от сосульки в тёплый весенний день. Это и есть разбегание галактик. Эта упругая Решётка не сжимается потому, что гравитационным силам противодействуют силы ""космологические"". Это ещё что за силы? Это силы ещё одного в Природе - фундаментального взаимодействия, уже пятого, в дополнение к четырём известным: Сильное, Слабое, Электромагнитное и Гравитационное. Факт существования первых двух из перечисленных установлен лишь в 20-м веке. Даже ещё во второй половине 20-го века в школьных учебниках физики упоминались лишь некие особые ""внутриядерные"" силы притяжения между протонами. Масса протонов слишком мала, чтобы гравитационные силы между протонами на имеющихся между ними расстояниях могли преодолеть силы отталкивания друг от друга протонов, имеющих одноимённые электрические заряды, не позволяющие протонам слишком сблизится. В космосе электромагнитное поле планет не влияют на их взаимное расположение и движение. Небесная механика имеет дело только с гравитацией.
Открытие менее трех десятилетий тому назад ячеистой структуры Вселенной, требует констатации наличия в Природе более протяжённых сил, чем гравитационные. Космологические силы заметно проявляют себя на междуузловых расстояниях космологической Решётки во взаимодействии тех количеств материи, которые в узлах этой Решётки сосредотачиваются. Гравитационные силы являются определяющими лишь в меньших масштабах расстояний и при меньших количествах сосредоточенной материи. Количество гравитационной массы в узле космологической Решётки, предположим, пропорционально космологическому количеству материи в узле этой Решётки или в любом ином сосредоточении материи. Но коэффициент силы взаимодействия между двумя сосредоточенными количествами материи с увеличением расстояния между взаимодействующими объектами у космологического поля больше, чем у гравитационного, - при одинаковой формуле силы взаимодействия. Поэтому с уменьшением расстояний сила взаимодействия скоплений материи силы космологического отталкивания, - космологические силы, уступают гравитационным главенствующую роль в определении структуры материи. И наоборот, с увеличением расстояний до космологических масштабов силы притяжения, - гравитационные силы, - уступают свою главенствующую роль в формировании структуры материи. На расстояниях большего масштаба, чем межгалактические, материя приобретает структуру, аналогичную мыльной пене в ванне. Силы отталкивания (подобно тому, как давлению нагретого воздуха над горячей водой в ванне раздувает пузыри мыльной пены), поле космологического отталкивания разбрасывает галактики. Упругие силы, - силы гравитации, - не дают галактикам потерять связь друг с другом. Космологические массы материи распределяются в пространстве космологических масштабов подобно мылу пузырей в пене над теплой водой в ванне. Мыло стекает по плёнкам пузырей к линиям их пересечений и затем по этим линиям к узловым точкам пены, к точкам связи этих линий, к концам этих линий. Аналогичным образом галактики стекаются к узловым точкам космологической пены, то есть падают в квазары, в эти чёрные дыры Вселенной. Галактики падают в квазар со всё большим ускорением свободного падения. В окрестностях Земли сила притяжения, а следовательно, и ускорение свободного падения тел тоже зависит от расстояния до этой планеты. Масса квазара так невообразимо велика, а галактики падают в нега с таких высот, что разгоняются до околосветовой скорости, определённой для массы этого квазара. Красное смещение - это доплеровский эффект, который показывает скорость удаления источника волн от наблюдателя. Красное смешение спектра лучей от квазара ничего не говорит о расстоянии до квазара. Поэтому вовсе не факт, что до квазара, например, 3С 273 именно 1,5 млрд. световых лет. Свет от галактик, подающих в квазар с противоположного направления, мы не видим хотя бы потому, что он не может пройти к нам сквозь квазар, сквозь сферу коллапса, сквозь эту гравитационную ловушку для всего, даже для света.
Свет от галактик, падающих с других направлений в квазар, или не имеет красного смещения, если квазар неподвижен относительно наблюдателя на Земле (и такое можно допустить в нашей гипотезе), или имеет иное красное смещение, соответствующее скорости удаления самого квазара. Этот свет мы не видим. Почему? Вспоминается картинка из школьного учебника физики, - на экране видны концентричные кольца светлых и тёмных чередующиеся колец в результате интерференции световых волн от точечного когерентного источника при некоторых условиях постановки такого опыта. По поводу этого явления упоминалось фигуральное выражение: ""свет плюс свет даёт тьму"". Что-то аналогичное, можно предположить, происходит со световыми волнами от квазара, угловой размер которого для наблюдателя на Земле исключительно мал.
Узлы космологической решётки отталкиваются друг от друга космологическими полями, создаваемыми в них скоплениями материи в космологических её количествах. На расстоянии всего лишь между двумя соседними звёздами сила космологического отталкивания мала по сравнению с силой их гравитационного притяжению друг к другу. Но на межгалактических расстояниях и тем более на расстояниях между огромными скоплениями и сверхскоплениями галактик заметнее, чем гравитация, сказывается сила космологического отталкивания очень больших сосредоточений материи, в космологических её количествах. Это и является причиной ""разбегания галактик"". Как скопления звёзд образуют галактики, так и скопления галактик в аналогичные образования можно назвать ""галактиками галактик"". Соседние галактики и скопления галактик, как невидимыми резинками или как тягучей, абсолютно прозрачной липкостью связаны между собой в системы упругих цепочек и сеток из разновеликих звеньев таких цепочек. Силами взаимного притяжения эти цепочки втягиваются в узлы сеток, которые они образуют. Там, где постепенным скоплением вещества галактик и концентрацией их гравитационной массы (материи) образуется чёрная дыра гравитационного коллапса, там зажигается квазар. То, что мы видим, наблюдая квазар, это есть последнее мгновение очередной массы вещества, влетающего в квазар с околосветовой скоростью разогретым до распада его атомов на частицы.
Уверен, что это более убедительная гипотеза природы квазаров. Похоже, что давно уже не только я себе представляю квазары Чёрными Дырами, куда проваливается падающее в них всё: от галактик до сверхскоплений галактик. На днях от одного бывшего в своё время студента я услышал любопытное мне выражение, относящееся к квазарам: ""пожиратели пространства"". Почему-то именно так квазары как-то когда-то упомянул один из его преподавателей. То, что яркий квазар - это и абсолютно белое тело, и абсолютно чёрное тело, и Чёрная Дыра, приходило в голову в качестве самого первого предположения, должно быть, каждому любопытному. Но связал ли кто-нибудь квазары, чёрные дыры и космологические струны в ту же модель Вселенной, что и у меня? Модель Вселенной в виде пузырей пены выдвигал Андрей Сахаров. Об этом на днях встретилось мне лишь упоминание в несколько слов у какого-то журналиста. Стоит поинтересоваться, не то ли это, что я имею в виду?
Когда-то мне запомнилась фраза преподавателя философии на курсах кандидатского минимума: «Развитие форм материи, возможно, связано с расширением пространства». Тогда подумалось: «Что бы было, если бы пространство сжималось, допустим, начало бы сжиматься? Возможно ли такое где-либо в Природе? Что такое пространство? Что такое формы материи и собственно материя в понимании физиков, а не в ленинском её определении (""объективная реальность, данная в ощущениях"")?».
Что такое ограниченное пространство, понятно из бытовой жизни. Ограниченное пространство можно сжимать, например, поршнем в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Это пространство, точнее, воздух в нём разогревается, на единицу этого пространства приходится больше энергии.
Любое мыслимое пространство ограничено. Мыслимое пространство, называемое словом Вселенная, тоже ограничено, - масштабом того, что наблюдаемо. Подчеркивая разумный смысл такого понятия, иногда заменяют его словом Метагалактика, чтобы не подразумевалась дурная бесконечность.
Когда упоминается гипотеза Большого Взрыва, мгновенно родившего расширяющуюся всю Вселенную всего лишь …надцать миллиардов лет тому назад из бесконечно малого пространства, то имеется в виду дурная бесконечность величин, - и больших, и малых. Теоретикам нужна такая дурная абстракция, чтобы абстрактно, математически оперировать такими почти бесконечно большими и почти исчезающе малыми числами в свойствах материи, какие пока не наблюдаются, и для которых нельзя вразумительно предположить реальное место и наличие в Природе. Что-либо бесконечно малое, как и бесконечно большое, можно лишь математически задать, - как требуемую, но дурную бесконечность, реально не существующую и никогда нигде не существовавшую. В теоретизировании - при объяснении явлений - упрощают описание явлений и прибегают к понятию ""идеальное"", не всегда отдавая себе отчёт в том, что этого идеального быть не может, хотя возможно нечто близкое к нему.
Бесконечная плотность материи и энергии - это лишь математическая модель, - то, чего в Природе быть не может, на это полезно для понимания упрощённой картины исследуемых явлений.
Я не верю в гипотезу мгновенного рождения всей Вселенной из бесконечно малой точки в каком-то прошлом. В неё и физики не все верят. Однако, я могу назвать, где те условия, которые нужны теоретикам, чтобы им стала ненужной модель Большого Взрыва. Модель квазара лучше, чем модель рождения и расширения Вселенной должна дать связные и непротиворечивые ответы на современные основные вопросы о картине мира.
Вообразим себе такую модель. Где-то ограниченное пространство - в масштабах космологии - сжимается. Представим себе сон, что окружающее нас пространство начинает сжиматься. Всё разогревается. Одна за другой исчезают формы организации материи от высших к низшим. Человечество и животный мир задыхается от духоты и погибает. При дальнейшем разогреве пространства исчезает всё биологическое. Органические и затем вообще любые химические вещества распадаются на атомы. От разогрева среды они ионизируются, и всё превращается в раскалённую плазму. Атомы лишаются электронных оболочек. Ядра тяжёлых химических элементов распадаются на более лёгкие. Происходит процесс, обратный тому, как возникали ядра атомов. Распад ядер превращает всё в сгустки элементарных частиц. Двигаясь все быстрее, они всё больше проявляют свою волновую природу. Материя всё меньше проявляет себя в корпускулярных свойствах частиц, а всё больше в свойствах волновых, в сгустках энергии физических полей. Эти сгустки излучают энергию до тех пор, пока излучение способно вырваться из гравитационного коллапса в сжимающемся пространстве. С момента попадания очередных масс в гравитационный коллапс они исчезают в нём. Материя там приобретает какие-то иные, пока для философов и физиков ещё непонятные формы. Она не исчезает, но как объективная реальность уже больше как бы и не даётся нам в ощущениях. Это значит, что пока не понятно: как то, что мы теряем из виду, проявляет себя в каких-то явлениях природы, которые наблюдаются вовсе не в той точке, где мы потеряли из виду нечто, скрывшееся в Чёрной Дыре. Исчезая в Чёрной Дыре какого-то физического ""Зазеркалья материи"", материя как-то проявляет себя в каких-то явлениях существования Природы в целом, хотя попавшие в коллапс массы материи перестают светиться и проявлять себя радиоизлучением и прочей радиацией в любой части спектра электромагнитных волн.
Есть такие области во Вселенной, где всё это происходит, только без смертоубийства рода человеческого. То, что описывается гипотезой Большого Взрыва о первом мгновении рождения Вселенной, там происходит постоянно и вечно, но в обратной последовательности. Физики теоретики найдут реально существующими там все те условия, какие они не могут получить на всяких ускорителях частиц сверхвысоких энергий. Пространство в космологических масштабах сжимается вблизи квазаров.
Вопреки цитированному выше, полагаю, что квазар всё же коллапсирует, и ему хватит материала, чтобы этот процесс в нём продолжался вечно. С Земли мы видим галактики, разлетающиеся от нас с возрастающим ускорением по своим ближайшим квазарам, где ""исчезают"" эти разогревающиеся массы материи.. Таких масштабов наука ещё не знала. Размеры и возраст ""Вселенной"" не ограничены двумя десятками миллиардов световых лет. То, что якобы происходило, начиная со мгновения, называемого «Большим Взрывом» или «Рождением Вселенной», происходит в действительности, сейчас, но в обратной последовательности и в бесконечно многих областях Вселенной, причём вечно. Это и есть то, что мы наблюдаем в виде квазаров
. Это те самые «ТОЧКИ», в которые проваливаются падающие в них с околосветовой скоростью, с невообразимо большим ускорением свободного падения, всё, что мы видим разбегающимся - к притягивающим их ближайшим квазаром. Вот куда разбегаются и галактики, и сверхскопления галактик, образующие нечто вроде ""супергалактик"", состоящих уже не из звёзд, а из галактик.
Квазары - ""Пожиратели Пространства"" - не могут быть ""маленькими по размеру газовыми сгустками, летящими с околосветовой скоростью, выброшенными когда-то нашей или какой-либо соседней галактикой""
С 80-х годов стали поговаривать о загадочных «космологических струнах».
На расстояниях, при которых уже и на астрономических фотоснимках нельзя увидеть никакой галактики, астрономы стали смутно различать исключительно далёкие объекты - большие скопления и сверхскопления галактик. Замечено было, что галактики могут группироваться так же, как звезды в галактики. Такие образования стали называть сверхгалактиками. Между ними, как и между галактиками, как и между звёздами, как и между планетами, имеются несопоставимо с их размерами огромные пространства космической пустоты. Очень нечётко видимые, возможно из-за прохождения света сквозь газопылевые туманности, эти космические объекты вроде бы казались расположенными в основном по каким-то прямым космологической протяжённости, в сравнении с которой размеры галактик - ничто. Цепочки больше воображались, чем явно просматривались. Этого, однако, было достаточно, чтобы сделать предположение о том, что такие объекты расположены по своим линиям и поверхностям их расположения во Вселенной. Некоторые такие объекты видны нам расположенными как бы в линию, Плоскость нашей Галактики - это нечто совсем иное и совсем иных масштабов. Млечный Путь почти перпендикулярен к одной из таких плоскостей, космологической протяжённости.
Далее стало понятно, что Вселенная имеет ячеистую структуру в тех масштабах, которые теперь доступны пониманию. Что же это за ячейки, какова их природа?
Попробую изложить так, как я это себе представляю.
На сегодняшний день физики признают четыре фундаментальные взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. Сильное взаимодействие ограничено пространством атомного ядра, слабое - пространством атома. Электромагнитное поле может иметь вокруг себя даже астрономическая звезда. Гравитационное поле притягивает друг к другу галактики отдалённые друг от друга на тысячи световых лет.
Сильное и слабое взаимодействие не было известно физикам 19-го века. Даже в начале второй половины 20-го века в школьных учебниках не упоминались эти понятия в разделе ядерной физики, упоминались лишь внутриядерные силы атома.
Список фундаментальных взаимодействий не будет всегда ограничен только этими четырьмя. Придётся рано или поздно заявлять о пополнении этого списка взаимодействиями, не сводящимися к этим четырём.
С большим опасением, что всё придётся переосмысливать, иногда упоминают космологические силы. Предполагается, что они вроде бы ответственны за разбегание галактик, иначе говоря, за расширение Вселенной. Космологические силы - это силы всемирного отталкивания, нечто противоположное силам всемирного тяготения.
Носителем гравитационной силы является масса, которая не бывает отрицательной и притягивается массой (так сказать, гравитационным зарядом) всего, что массу имеет, по формуле Ньютона. На астрономических расстояниях гравитационные силы притяжения астрономических тел, таких как планеты и звёзды определяют картину природы в этих масштабах расстояний. В микромире гравитация не играет никакой роли, хотя и там справедлив закон всемирного тяготения.
В макромире носители электрических и магнитных сил образуют поля притяжения и отталкивания вроде бы независимо от величины масс источников этих полей, но источники этих полей обязательно имеют какую-то массу. В мегамире, на межзвёздных и даже на межпланетных расстояниях роль электромагнитных сил, например, влияние магнитного поля планеты на поведение ближайших планет, сводится к нулю.
О сильном и слабом взаимодействии элементарных частиц на движения небесных тел говорить не приходится. Но стоит отметить, что в микромире частицы имеют вполне определённый электрический заряд и определённую массу, в чём и проявляется зависимость количественная между массой и электрическим зарядом.
В мире космологических расстояний, начиная с межгалактических, силы гравитации постепенно начинают уступать космологическим силам свою роль хозяина в мегамире.
На космологических расстояниях главными становятся силы отталкивания друг от друга очень больших и очень далёких, - космологических, - объектов, в сравнении с размерами которых и галактики - ничто.
Галактики притягиваются друг к другу, но на достаточно больших расстояниях космологические силы отталкивания становятся большими, чем силы взаимного притяжения галактик, и галактики отдаляются друг от друга, но остаются всё же связанными друг с другом силами гравитации. А огромные сверхскопления галактик расположены друг от друга так далеко, что гравитационное притяжение между ними ничтожно в сравнении с космологическими силами взаимного отталкивания материи в космологических её количествах. На малых расстояниях космологическое отталкивание небольших количеств материи ничтожно, как ничтожно и гравитационное притяжение малых количеств материи в масштабах и микро-, и макромира, в котором мы имеем свой бытовой опыт знакомства с явлениями природы.
Проявление космологической силы растёт всё более существенно на всё больших космологических расстояниях. Скопления и сверхскопления разлетающихся друг от друга галактик находятся на расстояниях куда больших, чем межгалактические. Соседние друг с другом галактики, удаляясь друг от друга, всё же противодействуют своей гравитацией влиянию космологической силы. Вследствие этого лишь разность между гравитационной и космологической силами является той результирующей силой, которая либо сближает их, либо раздвигает, в зависимости от того, какая из них ещё или уже больше (с изменением масштаба расстояний).
Соседние скопления разлетающихся галактик действуют друг на друга и гравитационным притяжением и космологическим отталкиванием. В масштабе такой картины гравитационные силы на таких расстояниях уже слабы. Силы космологические становятся важнейшими в масштабах космологии.
Что в материи является носителем космологической силы, источником космологического поля аналогично тому, как масса является носителем силы гравитационного тяготения, источником поля гравитации? Это аналогично вопросам: Что такое электричество? Что такое магнетизм? Что такое силы в ядре атома? Не знаю. Знаю только, что таковые существуют. Пока и этого достаточно для некоторого понимания того, что такое квазар.
Ячеистую структуру Вселенной, то есть Метагалактики, я бы назвал Космологической Пеной. Она образуется как мыльная пена в ванне при расширении в ней пузырей пара.
Пространство пара в пене расширяется, как космологическое пространство ячеистой структуры. Пузыри мыльной пены подобны этим ячейкам Вселенной. Как мыло пены распределяется плотная масса материи в расширяющемся космологическом пространстве. Гравитационные силы космических скоплений масс удерживают их друг с другом подобно
упругости мыльных пузырей. Мыльные пузыри пены раздуваются давлением пара в них, космологические пузыри раздуваются космологическим полем. Жидкость мыла стягивается по стенкам пузырей. Галактики, удаляясь друг от друга в плоскости стенок космологических пузырей летят на космологические струны, устремляясь к концам этих линий пересечения плёнок Пены. На такие линии в пене стекают и мыло, и галактики. По этим струнам и мыло, и скопления галактик стягиваются к узловым точкам пены. По мере приближения к этим узлам скопления галактик сливаются в сверхскопления сверхгалактик. И мыло пены в ванне и галактики стягиваются в узловые точки пузырей. В космической пене эти точки и являются квазарами.
Туда миллиардами лет падают галактики скоплениями и сверхскоплениями. Там они исчезают в таком поле тяготения, из которого не может вырваться даже излучение. Коллапс влетающих в чёрную дыру галактик происходит непрерывно миллиарды лет. Красное смещение, удивительно большое в излучении нагретого вещества в сжимающемся пространстве, не соответствует закону Хаббла о пропорциональности расстоянии до источника излучения величине красного смещения. Эта формула неверна
. Свет от квазара - это свет вспышки в последний момент жизни материи, влетающей в чёрную дыру квазара. Скорость падания в эту дыру - околосветовая. Поэтому красное смещение их света столь удивительно большое. Резко возрастающее ускорение свободного падения тел в приближающийся квазар становится невообразимо большим.
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 10 46 - 10 47 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.
