Квазар
-
Определение и классификация квазаров
- Квазар — это активное ядро галактики, генерирующее излучение сверхмассивной черной дырой.
- Квазары классифицируются как подкласс AGN.
- Красные смещения квазаров имеют космологическое происхождение.
-
История наблюдений и интерпретаций
- В 1950-х годах были обнаружены радиоисточники с неизвестным физическим происхождением.
- В 1960-х годах были идентифицированы первые квазары, такие как 3C 48 и 3C 273.
- В 1963 году Аллан Сэндидж и Томас А. Мэтьюз обнаружили оптический аналог 3C 48.
- В 1964 году Мартин Шмидт определил спектр 3C 273 как водородный и магниевый с высоким красным смещением.
-
Развитие физического понимания
- Экстремальное красное смещение и скорость требовали объяснения.
- Шмидт предположил, что 3C 273 может быть удаленным активным ядром галактики.
- В 1964 году Эдвин Э. Солпитер и Яков Зельдович предложили объяснение с помощью сверхмассивной черной дыры.
-
Современные исследования
- В 2017 году был обнаружен квазар с красным смещением z = 7,54.
- В 2020 году был обнаружен квазар Пониуана с массой в 1,5 миллиарда раз больше массы Солнца.
- В начале 2021 года был обнаружен квазар QSO J0313–1806 с массой черной дыры 1,6 миллиарда солнечных масс.
-
Активность квазаров в прошлом
- Активность квазаров была более распространена в далеком прошлом.
- Пиковая эпоха активности пришлась на 10 миллиардов лет назад.
- Скопления квазаров могут быть крупнейшими известными структурами во Вселенной.
-
Происхождение квазаров
- Первоначально предполагалось, что квазары являются близлежащими объектами с красным смещением из-за выхода света из глубокого гравитационного колодца.
- Это объяснение не учитывало высокую светимость и запрещенные спектральные линии.
-
Космологические модели
- В 1970-х годах было доказано, что квазары удалены и имеют красное смещение из-за расширения пространства.
- Источник энергии квазаров — вещество из аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры.
-
Современные наблюдения
- Не все квазары обладают сильным радиоизлучением, что привело к разделению на «радиошумящие» и «радиотихие» объекты.
- В 1979 году эффект гравитационной линзы был подтвержден наблюдениями.
- В 2021 году было обнаружено, что Земля движется в направлении, отличном от направления движения космического микроволнового фонового излучения.
-
Текущее понимание
- Квазары — удаленные, но яркие объекты, излучающие в тысячу раз больше энергии, чем Млечный Путь.
- Квазары питаются за счет аккреции вещества на сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик.
- Все крупные галактики содержат сверхмассивные черные дыры, но только некоторые из них активны и являются квазарами.
-
Свойства квазаров
- По состоянию на 2023 год обнаружено более 900 000 квазаров.
- Квазары имеют красное смещение от 0,056 до 10,1, что соответствует расстояниям от 600 миллионов до 30 миллиардов световых лет.
- Самый яркий квазар — 3C 273 в созвездии Девы.
-
Основные характеристики квазаров
- Средняя видимая звездная величина составляет 12,8, абсолютная звездная величина -26,7.
- Светимость квазара в 4 триллиона раз больше, чем у Солнца.
- Квазары излучают энергию во всех направлениях, но активное ядро находится далеко от Земли.
-
История и открытие
- Квазары были открыты в 1967 году Мартеном Шмидтом.
- Открытие квазаров стало первым доказательством против стационарной космологии и в пользу космологии Большого взрыва.
-
Эволюция и структура
- Квазары показывают места, где сверхмассивные черные дыры быстро растут.
- Струи и излучение квазаров препятствуют образованию новых звезд в галактике-хозяине.
- Светимость квазаров непостоянна, временные рамки варьируются от месяцев до часов.
-
Источники энергии
- Преобразование потенциальной гравитационной энергии в излучение при падении на черную дыру.
- Квазары потребляют материал, эквивалентный 10 массам Солнца в год.
-
Излучение и спектры
- Квазары могут быть обнаружены во всем электромагнитном спектре.
- Большинство квазаров наиболее ярки в ультрафиолетовой области спектра.
- Квазары с радиоизлучением могут генерировать рентгеновское и гамма-излучение.
-
Подтипы квазаров
- Квазары с радиоизлучением составляют около 10% от общей популяции.
- Квазары с радиошумом составляют около 90% от общей популяции.
- Квазары с широкой линией поглощения составляют около 10% от общей популяции.
- Квазары типа 2 (II типа) являются аналогами сейфертовских галактик 2-го типа.
- Красные квазары составляют значительную часть от общей популяции.
- Квазары с оптически интенсивной переменной (OVV) имеют радиочастотное излучение и направленную на наблюдателя струю.
-
Релятивистское излучение и изменчивость яркости квазаров
- Релятивистское излучение струи приводит к быстрой изменчивости яркости квазаров.
- Квазары OVV считаются разновидностью блазаров.
- Квазары со слабыми линиями излучения имеют необычно слабые линии в ультрафиолетовом/видимом спектре.
-
Роль квазаров в небесных системах отсчета
- Квазары являются полезными ориентирами при построении сетки измерений на небе.
- Международная небесная система отсчета (ICRS) основана на сотнях квазаров.
- Положение квазаров может быть измерено с высокой точностью с помощью интерферометрии с очень длинной базовой линией (VLBI).
-
Множество квазаров
- Группировка двух или более квазаров может быть результатом случайного расположения, физической близости или гравитационного линзирования.
- Двойные квазары находятся близко друг к другу в пространстве и могут быть связаны физически.
- Тройные квазары редки и требуют значительных усилий для определения их физического местоположения.
- Первый тройной квазар был обнаружен в 2007 году, а первая четырехкратная система в 2015 году.
-
Квазары с множественным изображением
- Квазары с множественным изображением возникают из-за гравитационного линзирования.
- Первой гравитационной линзой стал квазар с двойным изображением Q0957+561.
- Примеры квазаров с тройной линзой включают PG1115+08.
- Квазары с четырехкратным изображением включают «Крест Эйнштейна» и «Клеверный лист».
-
Галерея изображений
- Снимки квазаров, сделанные космическими телескопами «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», демонстрируют их расположение и особенности.
- Изображения квазара SDSS J165202.64+172852.3 показывают распределение газа вокруг объекта.
-
Дополнительные ресурсы
- Формирование и эволюция галактик
- Большая группа квазаров
- Список квазаров
- Список микроквазаров
- Микроквазар
- Квазизвездочный
- Рекомендации и внешние ссылки