Школьная энциклопедия. Самый разрушительный объект во вселенной Мы не увидим современные квазары

Сейфертопские галактики относительно недалеки от нас, а большинство радиогалактик находится на средних расстояниях. Гораздо дальше в космосе встречаются квазары — наиболее мощные источники энергии. Открытие квазаров потребовало тщательных, почти детективных исследований.

Начало этой истории относится к 1960 г. Радиоастрономы совершенствовали свои методы точного определения местонахождения радиоисточников. Радиоисточник ЗС48 как будто совпадал с одной звездой, не похожей ни на какие другие: в се спектре присутствовали яркие линии, которые не удавалось соотнести ни с одним из известных атомов. Затем, в 1962 г., еще одна таинственная звезда, по-видимому, совпала с другим радиоисточпиком, ЗС 273.

Слово «квазар» было придумано как сокращение от «квази-звездный радио-источник». «Квази-звездный» означает «похожий на звезду, по не звезда». Сейчас астрономы считают, что квазары — это самая яркая из разновидностей активных галактических ядер. Обнаружены уже тысячи квазаров.

Хотя первые из них были найдены радиоастрономами, только одна десятая часть из известных ныне квазаров излучает радиоволны. На фотографиях они выглядят как звезды (это значит, что они малы но сравнению с галактиками), по все они имеют большое красное смещение. Наибольшее красное смещение почти достигает 5. В этом случае длина волны света, посылаемого квазаром, растягивается примерно в 6 раз. Это искажение гораздо сильнее, чем для большинства галактик, хотя с помощью самых больших телескопов к настоящему времени обнаружено несколько исключительно слабых галактик с большим красным смещением.

Свет от далеких квазаров доходит до пас за миллиарды лег, поэтому квазары рассказывают нам об условиях, существовавших во Вселенной очень давно.

Где расположены квазары?

Большинство квазаров обладает очень большими красными смещениями. Эдвин Хаббл показал, как по красному смещению галактики определять расстояние до нее. Можем ли мы применить тот же метод к квазарам? Другими слонами, говорит ли красное смещение квазара о его удаленности от нас? По мнению многих астрономов, это так: они считают, что квазары следуют закону Хаббла.

Большие красные смещения квазаров означают, что они находятся от пас очень далеко, па расстояниях в миллиарды световых лет. Квазары важны для астрономии по двум причинам. Во-первых, чтобы увидеть их и наши телескопы с такого огромного расстояния, они должны выделять невероятно много энергии. Во-вторых, поскольку их свет доходит до нас за миллиарды лет, квазары могут рассказать нам об условиях, существовавших по Вселенной очень давно. Астрономы хотят выяснить, что заставляет квазары так ярко светиться, а при наблюдении наиболее далеких квазаров можно увидеть, что собой представляла Вселенная задолго до рождения Солнца.

Наблюдение активных центров

Активные галактики и квазары производят гораздо больше энергии, чем нормальные галактики — именно поэтому мы и можем видеть их на таких огромных расстояниях. В обычных галактиках почти весь свет испускают нормальные звезды. В высокоэнергетических галактиках общее количество испускаемой энергии намного превышает продукцию звезд. Очень подробные карты, составленные радиоастрономами, показывают, что подавляющая часть избыточной энергии исходит из центральных областей галактик.

Черные дыры в галактиках

Сейчас многие уверены в том, что ядра энергетически активных галактик служат прибежищем гигантских черных дыр. Вероятно, их массы заключены в пределах от нескольких тысяч до нескольких миллиардов масс Солнца. Космический телескоп «Хаббл» зарегистрировал водовороты вещества, вращающиеся вокруг черных дыр. Если черпая дыра однажды образовалась, она все время увеличивается за счет втягивания вещества из окружающих областей. В гигантских галактиках типа М87 центральная черная дыра может пожирать за день массу, эквивалентную нескольким звездам.

Черная дыра и окружающий се диск постоянно заправляются псе новыми порциями материи. Центральные области галактик густо заполнены звездами. Очень плотные звездные скопления могут пополнять запасы горючего. Это может быть газ, сорвавшийся с поверхности нормальных звезд в ходе их эволюции, либо это могут быть обломки от очень большого числа взрывов сверхновых. По мере того как черная дыра становится нес бол со массивной, нарастающая сила ее гравитационного поля позволяет ей нес легче захватывать звезды и разрывать их в клочья.

В нормальных звездах энергия высвобождается при превращении водорода в гелий в ходе ядерного синтеза. Этот процесс превращает и энергию менее 1 процента массы. Вращающаяся черная дыра гораздо более эффективна. Для большинства высокоэнергетичских галактик во Вселенной главным источником энергии является, по-видимому, не ядерное горение внутри нормальных звезд, а действие вращающейся черной дыры.

Квазары

Квазары — наиболее далекие из объектов, которые можно увидеть в телескоп. Некоторые квазары удалены от нас на 15 миллиардов световых лет. Когда свет от очень далекого квазара проходит сквозь скопление галактик, траектория светового луча изгибается.

Сейчас известны тысячи и тысячи квазаров, и почти все они отстоят от пашей Галактики па несколько миллиардов световых лет. Самые далекие квазары улетают от пас со скоростями, достигающими девяти десятых скорости смета. Чтобы обнаружить очень далекие объекты, астрономы обследуют очень много слабых объектов. С помощью больших оптических телескопов удается получить спектры сотен таких объектов за ночь, что ускоряет поиски квазаров с большими красными смещениями.

Очень далекие объекты дают астрономам возможность путешествовать во времени. Когда мы видим звезду или галактику, отстоящую от нас на 10 млрд световых лет, мы наблюдаем нечто, что па 10 млрд лет моложе, чем паша Галактика сейчас, в момент наблюдения. Так получается потому, что путешествие к нам занимает у света 10 млрд лет. Несомненно, за миллиарды лег далекие галактики очень изменились.

Наблюдая далекие галактики, астрономы делают то, что недоступно историкам: астрономы действительно могут посмотреть назад, в прошлое Вселенной, и непосредственно увидеть, какие условия существовали раньше, тогда как историки пользуются далеко не полными свидетельствами, сохранившимися с прошедших времен.

Одна ил причин, по которой требуются все более крупные и эффективные телескопы, состоит в том, что при наблюдении наиболее далеких частей Вселенной мы можем узнать о том, какова она была в прошлом. Мы видим эти объекты в то время, когда галактики лишь начали формироваться.

Тяготение создает линзы

Теория тяготения Эйнштейна утверждает, что свет, проходя через сильное гравитационное иоле, искривляет свою траекторию. Знаменитая проверка этой теории была осуществлена во время солнечного затмения в 1919 г. Положения звезд, наблюдаемых вблизи солнечного диска, немного изменились из-за того, что лучи света, проходя очень близко от Солнца, несколько отклонились от прямой линии.

Квазары тоже демонстрируют этот эффект, но гораздо драматичнее. Квазары редко оказываются па небе по соседству друг с другом. Но в 1979 г. астрономы обнаружили пару идентичных квазаров, расположенных очень близко друг к другу. На самом деле это оказались два изображения одного и того же объекта, свет от которого был искажен гравитационной линзой. Где-то па пути луча света, идущего от этого квазара, находится нечто очень плотное и массивное. Тяготение этого объекта и расщепляет свет в двойное изображение.

Сейчас известно много гравитационных линз. Некоторые из них создают многократные изображения далеких квазаров. В других случаях далекий квазар расплывается в красивую светящуюся лугу. Зрительный обман возникает из-за того, что свет от далеких квазаров па своем пути к Земле проходит сквозь скопление галактик. Если в таком скоплении есть плотно сконцентрированная масса — например гигантская черная дыра или огромная эллиптическая галактика, — то возникает искаженное изображение.

Металлоискатель Квазар Арм (по английский quasar arm) – это селективный, IB прибор, созданный и спроектированный Андреев Федоровым, он же Andy_F. Этот прибор стал продолжение линейки Квазар на микроконтроллерах, в данном случае на контроллере семейства STM32.

В это статье посмотрим на его характеристики, полевые испытания и рассмотрим материалы, которые могут понадобиться нам в случае, если мы пожелаем сделать его своими руками. Еще много кого интересует такой вопрос, различает ли он металлы? Но тут невооруженным взглядом заметно, что металлоискатель квазар арм (quasar arm) с дискриминацией.

Технические характеристики Квазар Арм:

Напряжение питания – от 6 до 15 вольт.
Потребляемый ток – в среднем от 150 до 200 мА, в зависимости от настроек.
Многотональность – присутствует.
Маски секторов – присутствуют.
Режимы работы – динамика и статика.
Рабочая частота – все зависит от датчика, от 4 до 20 кГц.
Принцип работы – одночастотный, IB.

Это не все характеристики, но общее представление о приборе дают. Если вы еще не развернулись и готовы собрать quasar arm своими руками, то давайте разберём то, что нам нужно для его сборки.

Квазар арм схема

Поговорим о схеме мд квазар арм, она будет предоставлена ниже. В целом, это достаточно сложный прибор и новичкам он не подойдет, тут нужно понимать процессы и иметь опыт пайки. Вот так выглядит схема quasar arm:

Кстати, прилагаем вам список деталей для этого прибора, сохраните чтобы не потерять.

Квазар арм плата

Теперь поговорим о печатной плате, выглядит она вот так:

Ну тут сказать нечего, качаем, печатаем и вытравляем. Отметим, что некоторые интересуются заказом плат из Китая. Такая возможность есть, на том же Алиэкспресс есть заводы изготовители, достаточно написать им в личку, скинуть плату в.lay, оплатить и ждать пока они вышлют. Платы делаются на профессиональном оборудование и получаются достойного качества. Недостатки этого способа то, что большинство не работают поштучно (мне попался от 5-и штук), а цена за большое количество уже достаточно высока. Но если вы заказываете на продажу или с товарищами – тогда проблем нет.

Катушка квазар арм

Вот мы и перешли к моменту изготовление катушки для металлоискателя квазар арм, было решено не расписывать все, а показать видео. Т.к лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать, ну в данном случае прочитать. В этом 20-ти минутном ролике рассказывается как изготовить датчик своими руками, о сведении катушки и многом другом, так же под видео есть полезные комментарии.

Вот схема, она такая же, как и в прошлых версиях прибора.

Настройка квазар арм

Теперь поговорим, в чем же заключается настройка металлоискателя квазар арм. Просто так прибор не будет работать, либо будет работать некорректно. Нужно произвести настройки, которых в нем очень много, так же нужно уметь калибровать прибор и отстраиваться от грунта.

Это все долгая песня, если все описывать. И опять вспоминается поговорка про то, что лучше один раз увидеть. Так что мы прилаживаем достаточно подробное видео о его настройках.

Это видео от достаточно компетентного человека, который собирает эти приборчики. А расписывать каждый пункт его настройки – нет смысла, мартышкин труд в общем. Если не можешь настроить, то гляди это видео. О настройке мд квазар поговорили, как настроить узнали, поехали дальше.

Прошивка квазар арм

Что касается прошивки, то сейчас актуальна версия 2.2.3, если нужна более ранняя, то посетите сайт автора. Теперь о том, как прошить квазар арм. Приложим видео, тут конечно более старая прошивка, но принцип один и тот же, расписывать тут тоже нечего.

Квазар арм блок

Блок можно изготовить самому, сделав его из любой красивой коробки. Так же продают готовые коробки для квазара, они сделаны по размерам и имеют красивый вид. Хорошие блоки продают на китайских сайтах, там тоже достаточно большой выбор. Вот наклейка для прибора:

Так, блок металлоискателя квазар арм разобрали, поехали дальше.

Квазар арм инструкция

Это не простой прибор и без инструкции тут не обойтись. В инструкции вы найдете исправления неисправностей, ответы на многие вопросы, например: ремонт квазар арм, проблемы со слабой чуйкой и входным усилителем, информацию по квазар арм с фм и прочие неисправности этого металошукача. Так же, если вам недостаточно видео, то там будет информация по меню квазар арм.

Металлоискатель квазар арм отзывы

Я считаю, что если вы прочли эту статью, то все и так понятно. Хороший и качественный агрегат – этот Квазар arm. Есть конечно свою нюансы, но по параметрам он превосходит многие промышленные агрегаты. Хочется заметить, что если приобретаете готовый прибор, то очень хорошо отнеситесь к выбору исполнителя. Т.к качество на прямую зависит от сборки, да цены на этот прибор разные у изготовителей. Не рекомендуем брать у тех, кто продает бывший в использование или отдельные схемы (не магазин и не мастер), вы можете остаться без поддержки, если продавец пропадет. Находите тех, у кого много отзывов.

Квазар арм видео

Вот пару видеозаписей с квазар арм, тут коп с ним и видео тестов. Смотрите и определяйте, нужен ли он вам. Так же видео сравнения - кощей 25к против квазар арм.

Вот мы и разобрались как изготовить металлоискатель квазар арм своими руками, надеюсь статья была полезна для вас.

На расстоянии 2 млрд световых лет от нашего дома находится самый мощный и смертоносный объект во всей нашей Вселенной. Квазар - это ослепительный луч энергии, протяженность которого составляет несколько миллиардов километров. Ученые не могут до конца изучить этот объект.

Что такое квазар
Сегодня астрономы всего мира пытаются изучить квазары, их происхождение и принцип действия. Многочисленные исследования доказывают, что квазар – это огромный, бесконечно движущийся котел смертоносного газа. Мощнейший источник энергии объекта находится внутри, в самом сердце квазара. Это огромная черная дыра. Квазар весит столько же, сколько весят миллиарды солнц.Квазар поглощает все, что попадается на его пути. Черная дыра разбивает целые звезды и галактики, засасывая их внутрь себя до тех пор, пока они полностью не сотрутся и не растворятся в ней. На сегодняшний день квазар – это самое худшее, что только может быть во Вселенной.

Объекты далекого космоса
Квазары – самые отдаленные и яркие объекты в изученной человечеством Вселенной. В 60-е года прошлого века ученые считали их радио-звездами, ведь они были обнаружены при помощи сильнейшего источника радиоволн. Термин «квазар» произошел от словосочетания «квазизвездный радиоисточник». Также можно встретить название QSOs в многочисленных трудах ученых о космосе. Поле того как мощность оптических радиотелескопов стала намного больше, астрономы обнаружили, что квазар – это не звезда, а неизвестный науке звездообразный объект.

Предполагается, что радиоизлучение исходит не из самого квазара, а от лучей, которыми он окружен. Квазары до сих пор являются одними из самых загадочных объектов, которые расположены далеко за пределами Галактики. На сегодняшний день мало кто может рассказать про квазары. Что это такое и как устроены эти небесные тела, смогут ответить только самые опытные астрономы и ученые. Единственное, что точно доказано, что квазары выделяют огромнейшее количество энергии. Она равна той, что выделяют 3 млн солнц! Некоторые квазары выделяют в 100 раз больше энергии, чем все вместе взятые звезды нашей Галактики. Интересно, что все вышеперечисленное квазар производит на участке, приблизительно равному Солнечной системе.

Излучение и величина квазаров
Следы предшествующих галактик были обнаружены вокруг квазаров. Их распознавали как объекты с красным смещением, которые имеют электромагнитное излучение вместе с радиоволнами и невидимым светом, и имеющие очень маленькие угловые размеры. Эти факторы до открытия квазаров не давали возможности отличить их звезд – точечных источников. Наоборот, протяженные источники скорее соответствуют форме галактик. Для сравнения: коэффициент средней величины самого яркого квазара составляет 12,6, а самой яркой звезды – 1,45.

Где находятся загадочные небесные объекты
Черные дыры, пульсары и квазары находятся достаточно далеко от нас. Они являются самыми отдаленными небесными телами во Вселенной. Квазары имеют самое большое инфракрасное излучение. По спектральному анализу астрономы имеют возможность определять скорость движения различных объектов, расстояние между ними и до них от Земли.

Если излучение квазара краснеет, значит, он движется по направлению от Земли. Чем больше покраснение - тем дальше от нас квазар и его скорость возрастает. Все виды квазаров движутся на очень высоких скоростях, которые, в свою очередь, бесконечно меняются. Доказано, что скорость движения квазаров доходит до отметки 240 тыс. км/сек., а это почти 80% скорости света!

Мы не увидим современные квазары
Так как это самые отдаленные от нас объекты, то сегодня мы наблюдаем их движения, происходившие миллиарды лет назад. Поскольку свет только успел добраться до нашей Земли. Скорее всего, самыми отдаленными, а поэтому и самыми древними являются именно квазары. Космос позволяет нам увидеть их такими, какими они только появились около 10 млрд лет назад. Можно предположить, что некоторые из них сегодня уже перестали существовать.

Что представляют собой квазары
Хоть это явление изучено и недостаточно, но, по предварительным данным, квазар – это огромная черная дыра. Ее материя ускоряет свое движение, когда воронка дыры затягивает материю, что приводит к нагреванию этих частиц, их трению друг о друга и бесконечному движению общей массы материи. Скорость молекул квазара становится с каждой секундной все больше, а температура все выше. Сильнейшее трение частиц обусловливает выделение огромного количества света и других видов излучений, например таких, как рентген. Ежегодно черные дыры могут поглощать массу, равную одному нашему Солнцу. Как только затянутая в смертельную воронку масса поглотится, выделенная энергия разольется излучениями в две стороны: вдоль южного и северного полюсов квазара. Астрономы называют это необычное явление «космический самолет».

Последние наблюдения астрономов показывают, что в основном эти небесные объекты находятся в центре эллиптических галактик. По одной из теорий происхождения квазаров, они представляют собой молодую галактику, в которой массивнейшая черная дыра поглощает окружающее ее вещество. Основоположники теории говорят о том, что источником излучения выступает аккреционный диск этой дыры. Он находится в центре галактики, а из этого следует, что красное спектральное смещение квазаров больше космологического ровно на величину гравитационного смещения. Это ранее предсказывал Эйнштейн в своей общей теории относительности.

Квазары часто сравнивают с маяками Вселенной. Их видно с самых дальних расстояний, благодаря им изучают ее эволюцию и структуру. С помощью «небесного маяка» изучают распределение любого вещества на луче зрения. А именно: самые сильные спектральные линии поглощения водорода трансформируются в линии по красному смещению поглощения.

Версии ученых о квазарах
Существует и другая схема. Квазар, по мнению некоторых ученых, - это формирующаяся молодая галактика. Эволюция галактик мало изучена, так как человечество намного моложе, чем они. Возможно, квазары – это раннее состояние образования галактик. Можно предположить, что выброс их энергии происходит из самых молодых ядер активных новых галактик.

Другие астрономы и вовсе считают квазары точками пространства, в которых новая материя Вселенной берет свое начало. Их гипотеза доказывает полную противоположность черной дыре. Человечеству понадобится немало времени, чтобы изучить стигматы квазаров.

Известные квазары
Первый из обнаруженных квазаров был открыт Мэтьюзом и Сендиджем в 1960 году. Он располагался в созвездии Девы. Скорее всего, он связан с 16-ю звездами этого созвездия. По истечении трех лет Мэтьюз заметил, что этот объект имеет огромное красное спектральное смещение. Единственным доказывающим фактором, что это не звезда, стало его выделение большого количества энергии на относительно небольшом участке пространства.

Наблюдения человечества
История квазаров началась с изучения и измерения по специальной программе видимых угловых размеров радиоактивных источников.

В 1963 году квазаров уже насчитывали около 5. В этом же году голландские астрономы доказали спектральное смещение линий к красному спектру. Они доказали, что это происходит из-за космологического смещения в результате их удаления, поэтому расстояние можно было высчитывать по закону Хаббла. Практически сразу еще два ученых Ю. Ефремов и А. Шаров открыли переменность блеска обнаруженных квазаров. Благодаря фотометрическим снимкам, они установили, что переменность имеет периодичность всего в несколько дней.

Один из ближайших к нам квазаров (3С 273) имеет красное смещение и блеск, соответствующий расстоянию приблизительно в 3 млдр. световых лет. Самые отдаленные небесные объекты в сотни раз превосходят свечение обычных галактик. Их легко зарегистрировать при помощи современных радиотелескопов на расстоянии 12 млрд световых лет и более. Недавно был зарегистрирован новый квазар на расстоянии 13,5 млрд световых лет от Земли.

Сложно точно подсчитать, сколько квазаров обнаружено на сегодняшний день. Это происходит как из-за постоянных открытий новых объектов, так и из-за отсутствия четкой границы между активными галактиками и квазарами. В 1987 году был опубликован список зарегистрированных квазаров в размере 3594, в 2005 их было более 195 тыс., а сегодня их число перевалило за 200 тыс.

Изначально термин «квазар» обозначал некий класс объектов, которые в видимом (оптическом) диапазоне очень похожи на звезду. Но они имеют ряд отличий: сильнейшее радиоизлучение и малые угловые размеры (< 10).

Такое первоначальное представление об этих телах сложилось во времена их открытий. И оно верно и сейчас, но все же ученые распознали и радиоспокойные квазары. Они не создают такого сильного излучения. По состоянию на 2015 год, таких объектов зарегистрировано около 90% от всех известных.

Сегодня стигматы квазаров определяют по красному перемещению спектра. Если в космосе обнаружено тело, имеющее подобное смещение и выделяющее мощный поток энергии, то у него есть все шансы носить название «квазар».

Заключение
На сегодняшний день астрономы насчитывают около двух тысяч таких небесных тел. Главным инструментом для изучения квазаров является космический телескоп Хаббл. Так как технические прогрессы человечества не могут не радовать своими успехами, то можно предположить, что в будущем мы разгадаем загадку о том, что такое квазар и черная дыра. Возможно, они являются своеобразным «мусорным ящиком», который поглощает все ненужные объекты, а может, они и есть центры и энергия Вселенной.

От нашего дома находится самый мощный и смертоносный объект во всей нашей Вселенной. Квазар - это ослепительный луч энергии, протяженность которого составляет несколько миллиардов километров. Ученые не могут до конца изучить этот объект.

Что такое квазар

Сегодня астрономы всего мира пытаются изучить квазары, их происхождение и принцип действия. Многочисленные исследования доказывают, что квазар - это огромный, бесконечно движущийся котел смертоносного газа. Мощнейший источник энергии объекта находится внутри, в самом сердце квазара. Это огромная черная дыра. Квазар весит столько же, сколько весят миллиарды солнц.

Квазар поглощает все, что попадается на его пути. разбивает целые звезды и галактики, засасывая их внутрь себя до тех пор, пока они полностью не сотрутся и не растворятся в ней. На сегодняшний день квазар - это самое худшее, что только может быть во Вселенной.

Объекты далекого космоса

Квазары - самые отдаленные и яркие объекты в изученной человечеством Вселенной. В 60-е года прошлого века ученые считали их радио-звездами, ведь они были обнаружены при помощи сильнейшего источника радиоволн. Термин «квазар» произошел от словосочетания «квазизвездный радиоисточник». Также можно встретить название QSOs в многочисленных трудах ученых о космосе. Поле того как мощность оптических радиотелескопов стала намного больше, астрономы обнаружили, что квазар - это не звезда, а неизвестный науке звездообразный объект.

Предполагается, что радиоизлучение исходит не из самого квазара, а от лучей, которыми он окружен. Квазары до сих пор являются одними из самых загадочных объектов, которые расположены далеко за пределами Галактики. На сегодняшний день мало кто может рассказать про квазары. Что это такое и как устроены эти смогут ответить только самые опытные астрономы и ученые. Единственное, что точно доказано, что квазары выделяют огромнейшее количество энергии. Она равна той, что выделяют 3 млн солнц! Некоторые квазары выделяют в 100 раз больше энергии, чем все вместе взятые звезды нашей Галактики. Интересно, что все вышеперечисленное квазар производит на участке, приблизительно равному Солнечной системе.

Излучение и величина квазаров

Следы предшествующих галактик были обнаружены вокруг квазаров. Их распознавали как объекты с красным смещением, которые имеют электромагнитное излучение вместе с радиоволнами и невидимым светом, и имеющие очень маленькие угловые размеры. Эти факторы до открытия квазаров не давали возможности отличить их звезд - точечных источников. Наоборот, протяженные источники скорее соответствуют форме галактик. Для сравнения: коэффициент средней величины самого яркого квазара составляет 12,6, а самой яркой звезды - 1,45.

Где находятся загадочные небесные объекты

Черные дыры, пульсары и квазары находятся достаточно далеко от нас. Они являются самыми отдаленными небесными телами во Вселенной. Квазары имеют самое большое инфракрасное излучение. По астрономы имеют возможность определять скорость движения различных объектов, расстояние между ними и до них от Земли.

Мы не увидим современные квазары

Так как это самые отдаленные от нас объекты, то сегодня мы наблюдаем их движения, происходившие миллиарды лет назад. Поскольку свет только успел добраться до нашей Земли. Скорее всего, самыми отдаленными, а поэтому и самыми древними являются именно квазары. Космос позволяет нам увидеть их такими, какими они только появились около 10 млрд лет назад. Можно предположить, что некоторые из них сегодня уже перестали существовать.

Что представляют собой квазары

Хоть это явление изучено и недостаточно, но, по предварительным данным, квазар - это огромная черная дыра. Ее материя ускоряет свое движение, когда воронка дыры затягивает материю, что приводит к нагреванию этих частиц, их трению друг о друга и бесконечному движению общей массы материи. Скорость молекул квазара становится с каждой секундной все больше, а температура все выше. Сильнейшее трение частиц обусловливает выделение огромного количества света и других например таких, как рентген. Ежегодно черные дыры могут поглощать массу, равную одному нашему Солнцу. Как только затянутая в смертельную воронку масса поглотится, выделенная энергия разольется излучениями в две стороны: вдоль южного и северного полюсов квазара. Астрономы называют это необычное явление «космический самолет».

Версии ученых о квазарах

Существует и другая схема. Квазар, по мнению некоторых ученых, - это формирующаяся молодая галактика. Эволюция галактик мало изучена, так как человечество намного моложе, чем они. Возможно, квазары - это раннее состояние образования галактик. Можно предположить, что выброс их энергии происходит из самых молодых ядер активных новых галактик.

Известные квазары

Первый из обнаруженных квазаров был открыт Мэтьюзом и Сендиджем в 1960 году. Он располагался в созвездии Девы. Скорее всего, он связан с 16-ю звездами этого созвездия. По истечении трех лет Мэтьюз заметил, что этот объект имеет огромное красное спектральное смещение. Единственным доказывающим фактором, что это не звезда, стало его выделение большого количества энергии на относительно небольшом участке пространства.

Наблюдения человечества

История квазаров началась с изучения и измерения по специальной программе видимых угловых размеров радиоактивных источников.

В 1963 году квазаров уже насчитывали около 5. В этом же году голландские астрономы доказали спектральное смещение линий к красному спектру. Они доказали, что это происходит из-за космологического смещения в результате их удаления, поэтому расстояние можно было высчитывать по закону Хаббла. Практически сразу еще два ученых Ю. Ефремов и открыли переменность блеска обнаруженных квазаров. Благодаря фотометрическим снимкам, они установили, что переменность имеет периодичность всего в несколько дней.

Заключение

На сегодняшний день астрономы насчитывают около двух тысяч таких небесных тел. Главным инструментом для изучения квазаров является космический телескоп Хаббл. Так как технические прогрессы человечества не могут не радовать своими успехами, то можно предположить, что в будущем мы разгадаем загадку о том, что такое квазар и черная дыра. Возможно, они являются своеобразным «мусорным ящиком», который поглощает все ненужные объекты, а может, они и есть центры и энергия Вселенной.

Астрономы издревле любят порядок — все у них подсчитано, классифицировано и идентифицировано. Однако ночное небо не перестает удивлять внимательных наблюдателей и постоянно подбрасывает новые и неведомые объекты в звездные каталоги. Квазары, открытые всего 40 лет назад, не на шутку озадачили ученых своей феноменальной яркостью свечения и компактностью размеров. И только недавно астрофизикам удалось понять, откуда эти «динозавры Вселенной» черпают энергию, необходимую для того, чтобы сиять на звездном небе с такой удивительной яркостью.

На фото: звезда, попавшая в поле тяготения массивной черной дыры, сначала разрывается на части приливными силами, а затем, в виде ярко светящегося сильно ионизированного газа, поглощается черной дырой. После такого «знакомства» от звезды остается лишь вращающееся вокруг черной дыры небольшое разреженное облако.

«Ненужное» открытие

В 1960 году астрономы T. Мэттьюз и A. Сендидж, работая на 5-метровом телескопе, расположенном на горе Паломар в Калифорнии, обнаружили ничем не примечательную, еле заметную в любительский телескоп звездочку 13-й звездной величины, наблюдаемую в созвездии Девы. И именно из этой искры возгорелось пламя!

Все началось с того, что в 1963 году Мартином Шмидтом было обнаружено, что этот объект (по каталогу 3С 273) имеет очень большое красное смещение. Значит, расположен он чрезвычайно далеко от нас и очень ярок. Расчеты показали, что 3С 273 находится на расстоянии 620 мегапарсек, и удаляется со скоростью 44 тысячи км/с. Обычную звезду с такого расстояния не увидишь, а на большую звездную систему, типа галактики, квазар, будучи очень маленьким, был не похож.

В том же 1963 году 3С 273 был отождествлен с мощным радиоисточником. Радиотелескопы тогда не были столь точны в определении направления прихода радиоволн, как сейчас, поэтому звездные координаты квазара 3С 273 были определены путем наблюдения его покрытия Луной на обсерватории «Паркском» в Австралии. Таким образом, перед изумленными взорами астрофизиков предстал совершенно необычный объект, ярко сверкавший в видимом и радиодиапазоне электромагнитных волн. На данный момент обнаружено уже более 20 тысяч таких звездоподобных объектов, часть из которых хорошо видна также в рентгеновском и радиодиапазоне.

Московские астрономы А. Шаров и Ю. Ефремов решили выяснить, как менялась светимость 3С 273 в прошлом. Они нашли 73 фотографии этого объекта, самая ранняя из которых датировалась 1896 годом. Оказалось, что объект 3С 273 несколько раз менял свою яркость почти в 2 раза, а иногда, например в период с 1927 по 1929 год в 3-4 раза.

Надо сказать, что феномен переменной яркости был обнаружен еще раньше. Так, исследования, проведенные в Пулковской обсерватории в 1956-м, показали, что ядро галактики NGC 5548 достаточно сильно изменяет со временем свою яркость.

Теперь специалисты понимают всю важность этого наблюдения, но несколько десятилетий назад ученые были убеждены, что излучение от ядер галактик в оптическом диапазоне обеспечивается исключительно миллиардами находящихся там звезд, и даже если несколько тысяч из них по каким-то причинам погаснут, то с Земли этого заметно не будет. Значит, рассуждали ученые, большинство звезд в ядре галактики должны «мигать» синхронно! Хотя, конечно, управлять подобным оркестром не под силу ни одному дирижеру. Таким образом, именно из-за своей абсолютной непонятности это открытие и не привлекло к себе особого внимания.

Дальнейшие наблюдения показали, что изменение интенсивности излучения с периодом несколько месяцев — для квазаров явление обычное, и размер области излучения не превосходит расстояния, которое проходит свет за эти самые несколько месяцев. А для того чтобы изменения во всех точках области происходили синхронно, нужно, чтобы информация о начинающемся изменении успела дойти до всех точек. Понятно, что материя квазара излучает свет не по команде, а в силу происходящих на нем процессов, но факт синхронности, то есть одновременности, изменения условий и величины излучения указывает на компактность данного квазизвездного объекта. Поперечник большинства квазаров, по-видимому, не превышает одного светового года, что в 100 тысяч раз меньше размеров галактики, а светят они при этом порой как целая сотня галактик.

Кто есть кто

Как это обычно и бывает, сразу после обнаружения квазаров начались попытки введения новых законов физики, хотя поначалу непонятно было даже, из какого же именно вещества они состоят, столь необычным был спектр излучения квазаров. Впрочем, прошло совсем немного времени, и химический состав излучающих областей квазаров был опознан по спектральным линиям известных химических элементов. Водород и гелий на квазарах идентичны земным, вот только спектры их излучения, как оказалось, сильно смещены в красную сторону из-за большой скорости убегания.

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 000К. Эта область излучает рентгеновские лучи. Чуть дальше от центра температура еще немного ниже — примерно 50 000К, 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.

Не надо забывать и о том, что свет от далеких квазаров приходит к нам сильно «покрасневшим». Для количественного определения степени покраснения астрономы используют букву z. Именно выражение z+1 показывает, во сколько раз увеличилась длина волны электромагнитного излучения, долетевшего от источника (квазара) до Земли. Так, если появляется сообщение, что обнаружен квазар с z=4, то это означает, что его ультрафиолетовое излучение с длиной волны 300 нанометров превращается в инфракрасное излучение с длиной волны 1 500 нанометров. Кстати, для исследователей на Земле это большая удача, ведь ультрафиолетовая часть спектра поглощается атмосферой и эти линии никогда бы не наблюдались. Здесь же длина волны за счет красного смещения увеличилась, как будто специально для того, чтобы пройти сквозь земную атмосферу и быть зарегистрированной в приборах.

Согласно другой точке зрения квазары — это первые молодые галактики, и мы просто наблюдаем процесс их зарождения. Впрочем, существует и промежуточный, хотя вернее было бы сказать «объединенный» вариант гипотезы, согласно которому квазар — это черная дыра, поглощающая вещество формирующейся галактики. 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 3×10 6 -3×10 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.

Динамика поглощения

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 S50014+81 излучает свет в 60 тысяч раз интенсивнее всего нашего 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 вещества, 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. Именно поэтому квазары иногда называют «динозаврами Вселенной», намекая не только на их крайне почтенный возраст, но и на то, что они, образно говоря, «вымерли».

Среда обитания

Столь мощные источники лучистой энергии, как квазары, — опасные соседи, поэтому нам, землянам, можно только радоваться тому обстоятельству, что в нашей Галактике и в ближайшем скоплении галактик они отсутствуют. Их обнаруживают в основном на самом краю видимой части нашей Вселенной, в тысячах мегапарсек от Земли. Но тут волей-неволей возникает естественный вопрос — а не противоречит ли это наблюдение распространенному мнению об однородности Вселенной? Как получилось, что в одних галактиках квазары существуют, а в других нет? Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо вспомнить, что свет от наблюдаемых нами квазаров летел миллиарды лет. А это означает, что взору землян квазары предстают в «первозданном» виде, такими, какими они были миллиарды лет назад, и сегодня они скорее всего уже утратили свою былую силу. Следовательно, те галактики, которые расположены недалеко от квазаров, «видят» гораздо более слабые источники света. Но тогда, если Вселенная однородна, то же самое должно относиться и к нашей Галактике! И тут остается повнимательнее присмотреться к ближайшим к нам космическим структурам, в попытке отыскать объекты, напоминающие остывшие квазары, эдакие квазары-призраки. Оказывается, такие объекты действительно существуют. Квазары, являющиеся одними из самых древних образований, родились почти одновременно со Вселенной, то есть примерно 13 млрд. лет назад. Причем они не только крайне отдалены от нашей Галактики — согласно закону расширения Хаббла (чем дальше от нас объект, тем быстрее он удаляется), расстояние между нами продолжает неуклонно увеличиваться. Так вот, наиболее далекие квазары «убегают» от нас со скоростью всего на 5% меньшей скорости света.

Переменная яркость

Наиболее яркие квазары испускают ежесекундно столько же световой энергии, сколько сотня обычных галактик типа нашего Млечного пути (это примерно 10 42 Ватт). Чтобы обеспечить выход такого количества энергии, черная дыра каждую секунду поглощает массу, равную массе Земли, за год же «съедается» около 200 солнечных масс. Подобный процесс не может проходить бесконечно долго — когда-нибудь окружающее вещество иссякнет, и квазар либо перестанет функционировать, либо же станет излучать относительно слабо.

Итак, свечение квазара со временем уменьшается, но что же может заставить его время от времени увеличивать яркость? Чтобы понять механизм этого процесса, вспомним, что черная дыра поглощает любую материю, а не только элементарные частицы. В галактике же, центр которой занят черной дырой, особого порядка нет. Конечно, в целом звезды вращаются вокруг центра, но всегда есть те звезды-одиночки или их небольшие скопления, которые нарушают заведенный порядок. Они-то и бывают наказаны — их захватывает и поглощает черная дыра. При этом если звезда «проглатывается» целиком, без предварительного разрушения, то света выделяется мало. Причина состоит в том, что как бы звезда ни была велика, ее электрический заряд равен нулю. Поэтому она не излучает активно свет и не теряет быстро энергию и момент импульса, испуская в окружающее пространство в основном гравитационные волны. А значит, она вращается вокруг черной дыры достаточно долго, потихоньку падая на нее. Но если звезда при подходе к так называемому Шварцшильдовскому горизонту черной дыры — гравитационному радиусу, прохождение которого закрывает путь обратно навсегда — разрушается приливными силами, то дополнительное излучение может быть очень заметно. После поглощения нарушителя порядка, свечение квазара возвращается к норме.

Еще совсем недавно считалось, что черные дыры являются одной из конечных стадий существования звезд, а затем, с течением времени, эти черные дыры сливаются в сверхмассивные. Но тогда откуда же взялись массивные черные дыры в период формирования первых галактик? Проблема легко разрешается в рамках моделей первичных, то есть появившихся до начала звездообразования, черных дыр. Возможна и другая точка зрения — черные дыры и звезды образуются практически одновременно и по одному и тому же сценарию. Облака водорода и темной материи сжимаются под действием гравитационных сил. Малые облака образуют звезды, а большие — массивные черные дыры.

Поставщики информации

Разобравшись в общих чертах с устройством квазаров, ученые пытаются использовать их в качестве инструмента для исследования Космоса. Например, наблюдая эффект микролинзирования, можно обнаружить темные объекты с массой, примерно равной массе Юпитера. Они выдают себя, отклоняя свет квазара так, что мы видим как бы кратковременное увеличение его блеска. Если такие тела будут обнаружены, то, возможно, будет решена проблема темной материи. Сейчас для многих ученых открытие нового квазара обозначает открытие новой черной дыры. Так, изучение недавно открытого квазара с красным смещением z=6.43 указывает на то, что черная дыра, сердце этого квазара, очень массивна — примерно миллиард масс Солнца. Следовательно, массивные черные дыры появились очень рано. Этот вывод крайне важен для космологии. Ученым не так давно стало понятно, что энергия вакуума, хоть и чрезвычайно мала, но отлична от нуля. Этот революционный для науки вывод был впервые сделан на основе исследования скорости удаления квазаров. Оказалось, что красное смещение, а значит, и скорость космических объектов по мере удаления от Земли растут даже быстрее, чем того требует закон Хаббла. Затем другие наблюдения, в том числе за реликтовым излучением, еще более утвердили научную общественность в правильности этого вывода. Так что получается, что наша Вселенная не просто степенно расширяется, а разлетается со все увеличивающейся скоростью. Открытие квазаров очень сильно повлияло на космологию, породив множество новых моделей зарождения и развития Вселенной. И сегодня ученые почти уверены в том, что черные дыры играют существенную роль в формировании галактик и их последующей судьбе.

Сергей Рубин, доктор физико-математических наук

Школьная энциклопедия. Самый разрушительный объект во вселенной Мы не увидим современные квазары