Квазары

 

   Известны тысячи переменныхзвезд, по разным причинам изменяющихся. Но среди обычных галактик не былозарегистрировано ни одной переменной. Хотя многие из них содержат тысячи имиллионы переменных звезд, колебания их светимости происходят в разнобой истоль несущественны для галактики в целом, что общее излучение галактик всегдаостается практически неизменным. Ни один оптический инструмент мира не можетуловить хотя бы малейшие колебания светимости какой-нибудь из галактик.

 

   Остаются три возможности.Первая из них нелепа: звезды галактики изменяются сразу и одинаково, как покоманде, в одном ритме. С физической стороны такое объяснение настолькоабсурдно, так противоречит всем нашим знаниям о космосе, что не заслуживаетсерьезного рассмотрения. Вторая возможность — странные объекты, сходные с галактикамипо характеру красного смещения, имеют физическую природу, совершенно отличнуюот галактик. Однако, большинство астрономов предполагают, что квазары –активные ядра сверхдалеких галактик.

 

   Бесспорно, что квазары  – этоне протяженные, разбросанные на десятки тысяч световых лет звездные системы, акакие-то весьма компактные тела небольших сравнительно размеров и колоссальноймассы (миллиарды солнечных масс). Относительно малые размеры могут объяснитьбыстроту колебаний светимости всего объекта в целом, а огромная масса –единственно возможная причина исключительной яркости, или, точнее светимостинебесного тела. Чем массивнее звезда, тем ярче она светит. Эта закономерностьследует как из наблюдений, так и из теоретических соображений.

 

   Не только по массе, но и помощности излучения квазары резко отличаются от всех известных небесных тел.Даже сверхновые звезды “бледнеют” в сравнении с ними. Сверхновые звездыизлучают света в несколько миллиардов раз больше, чем Солнце только в моментсвоего мощного взрыва. Рядовой же квазар всегда в десятки тысяч раз излучаетбольше

.

Инфракрасное и рентгеновское излучение квазаров

 

   В последние годы  астрономамудалось зарегистрировать инфракрасное и рентгеновское излучениеквазаров; они обнаружили, что мощность излучения некоторых объектов в этихобластях спектра даже больше, чем в видимой области и радиодиапазоне. Еслипросуммировать энергии излучения во всех областях спектра, то оказывается, чтонекоторые квазары генерируют в 100 000 раз больше энергии в секунду, чемгигантские галактики при условии, что наши оценки расстояний до квазаров верны.

 

   Развитие рентгеновскойастрономии помогло установить, что большинство квазаров оказались мощнымирентгеновскими источниками. Некоторый намек на это можно было заметить еще врезультате самых первых рентгеновских наблюдений квазара 3С273, а в последнихисследованиях обсерватории “Эйнштейн” (“НЕАО-В”) было обнаружено уже более 100квазаров с сильным рентгеновским излучением.

 

   Исходя из этих наблюдений,полагают, что в отличие от радиоизлучения рентгеновское излучение – характерноесвойство квазаров.

ГАЛАКТИКИ  И  КВАЗАРЫ

 

   За последнее времянакопилось множество свидетельств того, что квазары родственны галактикам ипредставляют собой обширные звездные  системы с компактными центральнымиобластями – ядрами, откуда исходит основная доля их излучения. Размеры ядермалы, их яркость намного выше яркости звезд, поэтому квазары выглядят наастрономических фотографиях точечными источниками.

 

   Пожалуй, первым из  фактов,позволивших найти место квазаров в общей семье астрономических систем, былхимический состав их излучающих областей: они испускают линии тех же химическихэлементов, что и Солнце или облака газа в диске нашей Галактики. “Нормальный”химический состав квазаров прямо указывает на их родство с “обычными” звезднымисистемами.

 

   Очень важно, что параллельнос изучением квазаров продолжалось углубленное изучение галактик. Это позволилоустановить, что большая величина красного смещения – не исключительнаяпривилегия квазаров. Оно было также обнаружено у галактики 3С295, проявляющейсебя также повышенным радиоизлучением и занесенной в 3-й Кембриджский каталог. Это красное смещение даже больше, чем у двух первых квазаров 3С273 и 3С48. Наибольшее красное смещение, зарегистрированное у галактик, принадлежитгалактике 3С324 из того же каталога. Методы наблюдения галактик со стольбольшими красными смещениями, примененные к квазарам, позволили непосредственнообнаружить вокруг самых близких из них протяженные светящиеся образования,которые оказались звездными системами, подобными обычным галактикам. В 1982 г.удалось наблюдать звездную систему вокруг ядра квазара 3С273.

 

   Глубокое родство имеется  и впроявлениях активности ядер галактик и квазаров. Значительное сходство выявляетсямежду радиоизлучающими квазарами и радиогалактиками, т.е. галактиками сповышенным радиоизлучением.

Ядра квазаров и ядра галактик

 

   Активные процессы  вгалактических ядрах стали предметом всестороннего изучения незадолго дооткрытия квазаров, с 1955 г., когда И.С.Шкловский дал объяснение явлениювыброса из ядра галактики Дева А.   В.А.Амбарцумян выдвинул общую концепциюактивности ядер галактик и привлек к этому явлению широкое внимание астрономов.Различные проявления активности ядер – переменность, истечения и выбросывещества, радиоизлучающие компоненты – достигают в квазарах максимальныхмасштабов по энергетике и пространственным размерам. Резервуаром и генераторомэнергии для этих явлений служит ядро квазара, которое должно быть массивнее игораздо компактнее, чем самые мощные ядра галактик.

 

   Еще в 60-х годах советскийастрофизик Б.В.Комберг высказал гипотезу о том, что квазары (как и ядраактивных галактик) представляют собой сверхмассивные двойные системы. Этагипотеза, получившая в последние годы ряд подтверждений, нуждается в новыхнаблюдениях. Скорее всего, ядра квазаров  — это и не звезды, и не простые ихскопления, а компактные и очень массивные объекты, представляющие собой ядрачрезвычайно активных галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет ипоэтому невидимых с больших расстояний. Подтверждением этому является,например, открытие светящегося гало вокруг квазара 3С273, что приняторассматривать как доказательство того, что данный квазар – далекая галактика.

 

   Сходство выбросов  у квазара3С273 и у галактики  Дева А – важное указание  на общую природу явленийактивности в квазарах и ядрах галактик. Не менее важно и то, что многиемассивные эллиптические галактики являются источниками интенсивногорадиоизлучения. Такова, например, галактика Лебедь А. Ее радиоизлучение былообнаружено случайно в 1946 г. По мощности излучения радиогалактика Лебедь Асравнима с квазарами  3С273  и  3С48, хотя и уступает самым мощным квазарам,светимость которых еще в 100 – 1000 раз больше.

Квазары и сейфертовские галактики

 

   Значительное сходство  сквазарами имеют и сейфертовские галактики, названные так в честь открывшего ихв 40-е годы американского астронома К.Сейферта. Они принадлежат к классуспиральных галактик и составляют примерно одну сотую их общей численности.Сейфертовские галактики обладают компактными яркими ядрами, из которых исходитизлучение в сильно расширенных линиях водорода и гелия. Ядра являются иногдамощным источником радиоволн и рентгеновских лучей. Их излучение переменно, что,как и в случае квазаров, указывает на происходящие в ядрах этих галактик бурныепроцессы.

Квазары и лацертиды

 

   Родственны квазарам  и такназываемые лацертиды (от  Лацерта – латинского названия созвездия Ящерицы, гдебыл найден первый объект этого типа – галактика BLЯщерицы). Это сильные источники оптического, инфракрасного и радиоизлучения.Как и ядра квазаров, они выглядят на фотографиях точечными источниками,окруженными иногда слабо светящимися ореолами, которые в действительностиявляются звездными системами. Лацертиды обнаруживают также сильнуюпеременность. Расстояния до них сравнимы с расстояниями до далеких квазаров.

От нормальных галактик – к квазарам

 

   Итак, прослеживается  вполнеочевидная непрерывность свойств от нормальных галактик – через радиогалактики,эллиптические галактики с активными ядрами, сейфертовские галактики и лацертиды– к квазарам. Выяснение этого факта было решающим шагом к пониманию природыквазаров.

Квазары и наша  Галактика

 

   Ядро нашей Галактики  непринадлежит к числу активных. Центральную ее область невозможно наблюдатьоптическими методами из-за поглощения света газопылевыми облаками, лежащими налуче зрения. Данные о ней получены из наблюдений в инфракрасном ирадиодиапазонах электромагнитных волн, для которых облака прозрачны. В центревращения Галактики находится довольно яркий радиоисточник Стрелец А; егорадиосветимость сильно уступает светимости квазаров и активных ядер.

КРАТНЫЕ   КВАЗАРЫ

 

   Особое внимание астрофизикови физиков привлекли кратные (двойные, тройные) квазары: двойной квазар всозвездии Большой Медведицы (1978), тройной квазар в созвездии Льва (1980) итакой же квазар в созвездии Рыб (1981). Каждый из объектов представлял собойквазаров-близнецов, расположенных друг от друга на расстоянии несколькихугловых секунд, имеющих очень похожие спектры и красные смещения. Однако, повсей вероятности, перечисленные квазары не есть “истинные” кратные квазары, алишь изображения соответствующего источника. Расщепление одного изображения нанесколько происходит под действием гравитационного поля массивной галактики,оказавшейся на пути между квазаром и нами. Лучи света от квазаров могутискривляться под действием гравитации галактик, играющих роль источниковгравитационной фокусировки. Такие гравитационные линзы могут искажать формыдалеких галактик, что, по мнению некоторых ученых, открывает новые возможностиисследования крупномасштабных неоднородностей в распределении вещества воВселенной.

 

   Не исключено, что эффектгравитационной линзы в некоторых случаях создают не далекие галактики, амассивные черные дыры. Индийские астрофизики Г.Падманабхан и С.Читре обратиливнимание на случаи, когда видно удвоенное изображение квазара, а галактики,вызвавшей это явление, поблизости не обнаружено. Вот и появилась гипотеза отом, что эффект создают практически точечные черные дыры с массой, в миллионраз превосходящей массу Солнца. Так как до сих пор нигде ни одна черная дыра необнаружена, то пока трудно сказать, насколько близка к истине такая гипотеза.

 

   Вопрос о том, существуют  лив природе “истинные” двойные  квазары, остается предметом исследований  идискуссий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из всего выше изложенного можно сделатьвывод:                                                                                                                                                                

1)   квазизвездные радиоисточники, или квазары, на фотоснимках имеют видсветящихся

 

       точек в отличие  от размытыхклякс, изображающих галактики;

2)   кроме радиоизлучения, они испускают мощные потоки  инфракрасного,видимого и рентгеновского излучения;

3)   спектры видимого излучения квазаров характеризуются самым большимкрасным смещением из всех известных источников. Если это красное смещениеобусловлено расширением Вселенной, то квазары должны быть самыми удаленными изизвестных объектов и наиболее мощными источниками фотонов;

4)   однако, многие квазары наблюдаются на небе по соседству с пекулярнымигалактиками. Если квазары действительно как-то связаны с этими галактиками, тоони примерно в сто раз ближе, чем мы думали, и их необычное красное смещениепредставляет собой тайну, еще не разгаданную астрофизиками.

 

   Главная задачасовременной звездной астрономии состоит в выяснении деталей строенияМетагалактики, т.е.  всего доступного нашему изучению звездного мира. Открытиеквазаров и уменьшение их численности по мере дальнейшего проникновения вглубины Вселенной, возможно, показывает, что “границы” Метагалактики близки кнаблюдению самых старых объектов мироздания.

 

 

 

Список использованнойлитературы:

1.    Е.Левитан“Эволюционирующая Вселенная”, М. Просвещение,  1993

2.    А.Чернин“Звезды и физика”, М. Наука, 1984

3.    Дж.Нарликар “Неистовая Вселенная”, М. Мир, 1985

4.    Ф.Зигель“Астрономия в ее развитии”, М. Просвещение, 1988

5.    Д.Голдсмит,Т.Оуэн “Поиски жизни во Вселенной”, М.  Мир, 1983