Kuasar kütlesi. Evrendeki en yıkıcı nesne
Kuasar, gelişiminin ilk aşamasında olan ve merkezinde, kütlesi güneşimizin kütlesinden milyarlarca kat daha büyük olan devasa bir süper kütleli kara deliğin bulunduğu bir galaksidir. Kuasarlar o kadar çok radyasyon yayarlar ki, evrendeki diğer tüm nesneleri gölgede bırakırlar. Bu nedenle kuasarları incelemek oldukça zordur; yayılan radyasyon bu nesnelerin ayrıntılı olarak görülmesine izin vermez.
Ortalama olarak bir kuasar saniyede Güneşimizden yaklaşık 10 trilyon kat daha fazla enerji üretir. Kuasarın içindeki kara delik, ulaşabildiği her şeyi kesinlikle emer. Kozmik toz, asteroitler, kuyruklu yıldızlar, gezegenler ve hatta devasa yıldızlar - bunların hepsi bu devin yakıtı haline geliyor.
Bugün, keşfedilen kuasarların tam sayısını belirlemek çok zordur; bu, bir yandan sürekli yeni kuasarların keşfedilmesiyle, diğer yandan da kuasarlar ve diğer kuasar türleri arasında net bir sınırın bulunmamasıyla açıklanmaktadır. aktif galaksiler. 1987 yılında 3.594 kuasar biliniyordu. 2005 yılına gelindiğinde bu rakam 195.000'e çıkmıştır.İnanılmaz parlaklıkları nedeniyle sıradan galaksilerin parlaklığından yüzlerce kat daha fazla olan en uzak kuasarlar, 12 milyar ışıkyılından daha uzak bir mesafeden radyo teleskopları kullanılarak kaydedilmektedir. Son gözlemler çoğu kuasarın büyük eliptik galaksilerin merkezlerinin yakınında bulunduğunu göstermiştir.
Kuasarlar Evrenin deniz fenerlerine benzetilir. Çok uzak mesafelerden görülebiliyorlar ve Evrenin yapısını ve evrimini keşfediyorlar. Kuasarın radyasyon spektrumu, radyo dalgalarından birkaç teraelektronvolt kuantum enerjisine sahip sert gama radyasyonuna kadar modern dedektörler tarafından ölçülen tüm dalga boylarını temsil eder. Kuasarlar genellikle kozmik bir toz halkasıyla çevrilidir ve konumuna bağlı olarak iki tür kuasar vardır. İlk tür, halkanın kuasarın gözlemciden görünmesini engellemeyecek şekilde yerleştirilmesidir. İkinci tip kuasarlar, halkanın “duvarı” ile teleskop merceklerinden korunur.
Kısa bir süre önce bilim adamları Şili'deki devasa bir teleskopu kullanarak ikinci türe ait kuasarlardan birini incelemeyi başardılar. Bu kuasarın, Samanyolu'nun çapının yaklaşık altı katı olan 590.000 ışıkyılı boyunca uzanan bir iyonize gaz bulutsusu ile çevrelendiğini keşfettiler. Bulutsu, kuasar'ı komşu galaksiye bağlayan bir köprü görevi görüyor ve bu durum, kuasarların yakındaki yıldız kümelerini "yakıt" olarak kullandıkları hipotezini destekliyor olarak değerlendirilebilir.
Bilim adamları kuasar aktivitesinin galaksi çarpışmalarından kaynaklandığını öne sürdüler. Öncelikle galaksiler çarpışıyor ve kara delikleri evrenle birleşiyor. Bu durumda kara delik, çarpışma sonucu oluşan toz kozasının merkezinde kendini bulur ve yoğun bir şekilde maddeyi emmeye başlar. Yaklaşık 100 milyon yıl sonra deliğin çevresinden gelen parlaklık o kadar güçlü hale gelir ki, radyasyon emisyonları kozayı delip geçmeye başlar. Sonuç olarak bir kuasar ortaya çıkıyor. 100 milyon yıl daha geçtikten sonra süreç durur ve merkezi kara delik yeniden sakin davranmaya başlar.
Yakın zamanda bilim insanları ilk kez çarpışan kuasarları fotoğraflayabildiler. Çalışma kapsamında bilim insanları, Başak takımyıldızında, Dünya'dan 4,6 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan çift kuasarla ilgilendiler.
Seyfertop galaksileri bize nispeten yakınken, radyo galaksilerinin çoğu orta mesafelerdedir. Uzayda çok daha uzakta, en güçlü enerji kaynakları olan kuasarlar var. Kuasarların keşfi dikkatli ve neredeyse dedektif araştırmaları gerektiriyordu.
Bu hikaye 1960 yılında başlıyor. Radyo gökbilimcileri, radyo kaynaklarının yerini tam olarak belirleme yöntemlerini geliştiriyorlardı. Radyo kaynağı 3S48, diğerlerinden farklı olarak tek bir yıldızla çakışıyor gibi görünüyordu: Tüm spektrum, bilinen atomların hiçbiriyle ilişkilendirilemeyen parlak çizgiler içeriyordu. Daha sonra, 1962'de başka bir gizemli yıldız, görünüşe göre başka bir radyo kaynağı olan 3S 273 ile çakıştı.
"Kuasar" kelimesi "yarı yıldız radyo kaynağı"nın kısaltması olarak türetilmiştir. "Yıldız benzeri", "yıldız gibi ama yıldız değil" anlamına gelir. Gökbilimciler artık kuasarların aktif galaktik çekirdeklerin en parlak türü olduğuna inanıyor. Binlerce kuasar zaten keşfedildi.
Bunlardan ilki radyo gökbilimcileri tarafından bulunmuş olmasına rağmen, şu anda bilinen kuasarların yalnızca onda biri radyo dalgaları yaymaktadır. Fotoğraflarda yıldızlara benziyorlar (yani galaksilerle karşılaştırıldığında küçükler), ancak hepsinin kırmızıya kayması yüksek. En büyük kırmızıya kayma neredeyse 5'tir. Bu durumda kuasarın gönderdiği ışığın dalga boyu yaklaşık 6 kat uzar. Bu çarpıklık çoğu gökadadan çok daha güçlüdür; ancak en büyük teleskoplar kullanılarak olağanüstü derecede kırmızıya kayan birkaç olağanüstü soluk gökada keşfedilmiştir.
Uzak kuasarlardan gelen ışık milyarlarca mil uzağa ulaşır, dolayısıyla kuasarlar bize Evrende uzun zaman önce var olan koşullar hakkında bilgi verir.
Kuasarlar nerede bulunur?
Çoğu kuasarın kırmızıya kayması çok yüksektir. Edwin Hubble, bir galaksinin mesafesini belirlemek için kırmızıya kaymanın nasıl kullanılacağını gösterdi. Aynı yöntemi kuasarlara da uygulayabilir miyiz? Başka bir deyişle, bir kuasarın kırmızıya kayması onun bize olan uzaklığını mı gösterir? Birçok gökbilimciye göre bu doğrudur: Kuasarların Hubble kanununa uyduğuna inanırlar.
Kuasarların büyük kırmızıya kayması onların çok uzakta, milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta olduğu anlamına gelir. Kuasarlar astronomi açısından iki nedenden dolayı önemlidir. Öncelikle onları ve teleskoplarımızı bu kadar uzak bir mesafeden görebilmek için inanılmaz derecede büyük bir enerji açığa çıkarmaları gerekiyor. İkincisi, ışıklarının bize ulaşması milyarlarca yıl sürdüğü için kuasarlar bize uzun zaman önce evrende var olan koşullar hakkında bilgi verebilir. Gökbilimciler kuasarların bu kadar parlak parlamasını sağlayan şeyin ne olduğunu bulmak istiyorlar ve en uzaktaki kuasarları gözlemleyerek Güneş'in doğumundan çok önce Evrenin nasıl olduğunu görebiliyorlar.
Aktif merkezlerin gözlemlenmesi
Aktif galaksiler ve kuasarlar normal galaksilerden çok daha fazla enerji üretirler; bu yüzden onları bu kadar uzak mesafelerden görebiliriz. Normal galaksilerde ışığın neredeyse tamamı normal yıldızlar tarafından yayılır. Yüksek enerjili galaksilerde yayılan toplam enerji miktarı, yıldızların üretimini çok aşıyor. Radyo gökbilimcileri tarafından derlenen çok ayrıntılı haritalar, fazla enerjinin büyük çoğunluğunun galaksilerin merkez bölgelerinden geldiğini gösteriyor.
Galaksilerdeki kara delikler
Artık pek çok kişi enerjik olarak aktif galaksilerin çekirdeklerinin dev kara delikler barındırdığından emin. Muhtemelen kütleleri birkaç bin ila birkaç milyar güneş kütlesi arasında değişmektedir. Hubble Uzay Teleskobu kara deliklerin etrafında dönen madde girdaplarını tespit etti. Bir kepçe deliği oluştuğunda çevredeki alanlardan madde çekerek büyümeye devam eder. M87 gibi dev galaksilerde merkezi kara delik, bir günde birkaç yıldızın eşdeğerini tüketebilir.
Kara delik ve çevresindeki disk sürekli olarak yeni madde bölümleriyle doldurulur. Galaksilerin merkez bölgeleri yoğun olarak yıldızlarla doludur. Çok yoğun yıldız kümeleri yakıt rezervlerini yenileyebilir. Bu, evrimleri sırasında normal yıldızların yüzeyinden fışkıran gaz olabilir ya da çok sayıda süpernova patlamasından kaynaklanan kalıntılar olabilir. Bir kara delik büyüdükçe, yerçekimi alanının artan gücü, yıldızları daha kolay yakalayıp parçalara ayırmasına olanak tanır.
Normal yıldızlarda hidrojen nükleer füzyon yoluyla helyuma dönüştürüldüğünde enerji açığa çıkar. Bu işlem enerjiyi kütlenin yüzde 1'inden daha azına dönüştürür. Dönen bir kara delik çok daha verimlidir. Evrendeki yüksek enerjili galaksilerin çoğu için, ana enerji kaynağı görünüşe göre normal yıldızların içindeki nükleer yanma değil, dönen bir kara deliğin hareketidir.
Kuasarlar
Kuasarlar teleskopla görülebilen en uzak nesnelerdir. Bazı kuasarlar bizden 15 milyar ışık yılı uzaktadır. Çok uzaktaki bir kuasardan gelen ışık bir gökada kümesinden geçtiğinde, ışık ışınının yolu bükülür.
Artık binlerce ve binlerce kuasar biliniyor ve bunların neredeyse tamamı Galaksimizden birkaç milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. En uzaktaki kuasarlar, tahmin edilen hızın onda dokuzuna ulaşan hızlarla bizden uzaklaşıyor. Çok uzaktaki nesneleri tespit etmek için gökbilimciler çok sayıda sönük nesneyi inceler. Büyük optik teleskoplar kullanarak, gece boyunca bu tür yüzlerce nesnenin spektrumunu elde etmek mümkündür, bu da yüksek kırmızıya kaymalarda kuasar araştırmasını hızlandırır.
Çok uzaktaki nesneler gökbilimcilere zamanda yolculuk yapma fırsatı verir. Bizden 10 milyar ışık yılı uzakta bir yıldız veya galaksi gördüğümüzde, gözlem anındaki galaksimizin şu anki halinden 10 milyar yıl daha genç bir şeyi gözlemliyoruz. Bunun nedeni ışığın bize ulaşmasının 10 milyar yıl sürmesi. Şüphesiz milyarlarca yıl boyunca uzak galaksiler çok değişti.
Gökbilimciler, uzak galaksileri gözlemleyerek tarihçilerin yapamayacağı bir şeyi yaparlar: Gökbilimciler aslında evrenin geçmişine bakıp daha önce hangi koşulların var olduğunu doğrudan görebilirler; tarihçiler ise geçmiş zamanlara ait tam kanıtlardan daha azını kullanır.
Giderek daha büyük ve daha verimli teleskoplara ihtiyaç duyulmasının bir nedeni, Evrenin en uzak kısımlarını gözlemleyerek geçmişte nasıl olduğunu öğrenebilmemizdir. Bu nesneleri galaksilerin henüz oluşmaya başladığı bir zamanda görüyoruz.
Yerçekimi mercekler yaratır
Einstein'ın yerçekimi teorisi, güçlü bir yerçekimi alanından geçen ışığın yörüngesini büktüğünü belirtir. Bu teorinin ünlü bir testi 1919 yılındaki güneş tutulması sırasında gerçekleştirildi. Güneş diskinin yakınında gözlenen yıldızların konumları, Güneş'in çok yakınından geçen ışık ışınlarının düz bir çizgiden biraz sapması nedeniyle biraz değişti. .
Kuasarlar da bu etkiyi sergiliyor ama çok daha dramatik bir şekilde. Kuasarlar nadiren gökyüzünde yan yana görünürler. Ancak 1979'da gökbilimciler birbirine çok yakın konumlanmış bir çift özdeş kuasar keşfettiler. Aslında bunların, ışığın yerçekimsel bir mercek tarafından çarpıtıldığı aynı nesnenin iki görüntüsü olduğu ortaya çıktı. Bu kuasardan gelen ışık ışınının yolu üzerinde bir yerlerde çok yoğun ve büyük bir şey var. Bu nesnenin yerçekimi, ışığı çift görüntüye böler.
Artık pek çok yerçekimsel mercek bilinmektedir. Bazıları uzak kuasarların birden fazla görüntüsünü oluşturur. Bazen uzaktaki bir kuasar, güzel bir ışık çayırına dönüşür. Görsel yanılsama, uzak kuasarlardan gelen ışığın Dünya'ya giderken bir galaksi kümesinin içinden geçmesi nedeniyle ortaya çıkıyor. Böyle bir küme, dev bir kara delik veya devasa bir eliptik galaksi gibi yoğun bir şekilde yoğunlaşmış kütle içeriyorsa, o zaman çarpık bir görüntü ortaya çıkar.
Evimizden tüm Evrenimizdeki en güçlü ve ölümcül nesne. Kuasar, birkaç milyar kilometreye yayılan göz kamaştırıcı bir enerji ışınıdır. Bilim adamları bu nesneyi tam olarak inceleyemezler.
Kuasar nedir
Bugün dünyanın dört bir yanındaki gökbilimciler kuasarları, kökenlerini ve çalışma prensiplerini incelemeye çalışıyorlar. Çok sayıda araştırma, kuasarın devasa, sonsuz hareket eden, ölümcül gazla dolu bir kazan olduğunu kanıtlıyor. Nesnenin en güçlü enerji kaynağı kuasarın tam kalbinde yer almaktadır. Bu çok büyük bir kara delik. Bir kuasarın ağırlığı milyarlarca güneş kadardır.
Quasar yoluna çıkan her şeyi emer. tüm yıldızları ve galaksileri parçalayarak, onları tamamen silinip içinde çözünene kadar kendi içine çeker. Bugün bir kuasar, Evrende var olabilecek en kötü şeydir.
Derin uzay nesneleri
Kuasarlar, insanlığın incelediği Evrendeki en uzak ve en parlak nesnelerdir. Geçen yüzyılın 60'lı yıllarında bilim adamları onları radyo yıldızları olarak görüyorlardı çünkü en güçlü radyo dalgası kaynağı kullanılarak keşfedildiler. "Kuasar" terimi "yarı yıldız radyo kaynağı" ifadesinden gelir. QSO ismini bilim adamlarının uzayla ilgili sayısız eserinde de bulabilirsiniz. Optik radyo teleskoplarının gücü çok daha büyük hale geldikçe, gökbilimciler kuasarın bir yıldız değil, bilim tarafından bilinmeyen, yıldız şeklinde bir nesne olduğunu keşfettiler.
Radyo emisyonunun kuasarın kendisinden değil, onu çevreleyen ışınlardan geldiği varsayılmaktadır. Kuasarlar hala Galaksinin sınırlarının çok ötesinde bulunan en gizemli nesnelerden biridir. Bugün çok az insan kuasarlar hakkında konuşabiliyor. Ne olduğu ve nasıl çalıştıkları ancak en deneyimli gökbilimciler ve bilim adamları tarafından cevaplanabilir. Kesin olarak kanıtlanmış olan tek şey, kuasarların muazzam miktarda enerji yaydığıdır. Bu, 3 milyon güneşin yaydığına eşit! Bazı kuasarlar galaksimizdeki tüm yıldızların toplamından 100 kat daha fazla enerji yayar. İlginç bir şekilde kuasar, yukarıdakilerin tümünü yaklaşık olarak güneş sistemi büyüklüğünde bir alan üzerinde üretiyor.
Kuasarların radyasyonu ve büyüklüğü
Kuasarların çevresinde daha önceki galaksilerin izleri bulundu. Radyo dalgaları ve görünmez ışıkla birlikte elektromanyetik radyasyon yayan, çok küçük açısal boyutlara sahip, kırmızıya kayan nesneler olarak tanındılar. Kuasarların keşfinden önce bu faktörler onların yıldız nokta kaynaklarını ayırt etmeyi mümkün kılmıyordu. Aksine, genişletilmiş kaynakların galaksilerin şekline karşılık gelme olasılığı daha yüksektir. Karşılaştırma için, en parlak kuasarın ortalama büyüklük oranı 12,6, en parlak yıldızın ortalama büyüklüğü ise 1,45'tir.
Gizemli gök cisimleri nerede bulunuyor?
Kara delikler, pulsarlar ve kuasarlar bizden oldukça uzaktadır. Evrendeki en uzak gök cisimleridir. Kuasarlar en büyük kızılötesi radyasyona sahiptir. Gökbilimciler, çeşitli nesnelerin hareket hızını, aralarındaki ve Dünya'dan onlara olan mesafeyi belirleme fırsatına sahiptir.
Kuasarın radyasyonu kırmızıya dönerse bu, onun Dünya'dan uzaklaştığı anlamına gelir. Kızarıklık ne kadar fazla olursa kuasar bizden o kadar uzaklaşır ve hızı artar. Tüm kuasar türleri çok yüksek hızlarda hareket eder ve bu da sonsuz bir şekilde değişir. Kuasarların hızının neredeyse %80 olan 240 bin km/sn'ye ulaştığı kanıtlanmıştır.
Modern kuasarları görmeyeceğiz
Bunlar bize en uzak cisimler oldukları için milyarlarca yıl önce meydana gelen hareketlerini bugün gözlemliyoruz. Işık ancak Dünyamıza ulaşmayı başardığından beri. Büyük olasılıkla en uzak ve dolayısıyla en eski olanı kuasarlardır. Uzay onları yalnızca 10 milyar yıl önce ortaya çıktıkları haliyle görmemize olanak sağlıyor. Bugün bunlardan bazılarının varlığının sona erdiği varsayılabilir.
Kuasarlar nelerdir
Bu fenomen yeterince incelenmemiş olsa da, ön verilere göre kuasar devasa bir kara deliktir. Deliğin girdabı maddeyi emdikçe maddesi hızlanır, bu parçacıkların ısınmasına, birbirlerine sürtünmesine ve toplam madde kütlesinin sonsuz bir şekilde hareket etmesine neden olur. Kuasar moleküllerinin hızı her saniye daha da artıyor, sıcaklık da artıyor. Parçacıkların güçlü sürtünmesi, büyük miktarda ışığın ve x-ışınları gibi diğerlerinin salınmasına neden olur. Kara delikler her yıl Güneşimizden birinin kütlesini emebilir. Ölüm hunisine çekilen kütle absorbe edilir edilmez açığa çıkan enerji radyasyon olarak iki yönde yayılacaktır: kuasarın güney ve kuzey kutupları boyunca. Gökbilimciler bu alışılmadık olaya "uzay uçağı" adını veriyor.
Gökbilimcilerin son gözlemleri, bu gök cisimlerinin çoğunlukla eliptik galaksilerin merkezlerinde bulunduğunu gösteriyor. Kuasarların kökenine ilişkin bir teoriye göre, kuasarlar, büyük bir kara deliğin kendisini çevreleyen maddeyi emdiği genç bir galaksiyi temsil ediyor. Teorinin kurucuları radyasyonun kaynağının bu deliğin birikim diski olduğunu söylüyorlar. Galaksinin merkezinde bulunur ve bundan, kuasarların spektral kırmızıya kaymasının kozmolojik olandan tam olarak yerçekimsel kayma miktarı kadar daha büyük olduğu sonucu çıkar. Bu daha önce Einstein tarafından genel görelilik teorisinde öngörülmüştü.
Kuasarlar genellikle Evrenin fenerleriyle karşılaştırılır. En uzak mesafelerden bile görülebiliyorlar, onların evrimi ve yapısı inceleniyor. Bir "göksel işaret" kullanılarak herhangi bir maddenin görüş hattı boyunca dağılımı incelenir. Yani: Hidrojenin en güçlü spektral absorpsiyon çizgileri, absorpsiyon kırmızıya kayması boyunca çizgilere dönüştürülür.
Bilim adamlarının kuasarlarla ilgili versiyonları
Başka bir plan daha var. Bazı bilim adamlarına göre kuasar, oluşum halindeki genç bir galaksidir. İnsanlık onlardan çok daha genç olduğundan galaksilerin evrimi çok az araştırılıyor. Belki de kuasarlar galaksi oluşumunun erken bir durumudur. Enerjilerinin serbest bırakılmasının aktif yeni galaksilerin en genç çekirdeklerinden geldiği varsayılabilir.
Hatta diğer gökbilimciler kuasarları, Evrendeki yeni maddenin ortaya çıktığı uzaydaki noktalar olarak görüyorlar. Onların hipotezi kara deliğin tam tersini kanıtlıyor. İnsanlığın kuasarların damgalarını incelemek için çok zamana ihtiyacı olacak.
Ünlü kuasarlar
Keşfedilen ilk kuasar 1960 yılında Matthews ve Sandage tarafından keşfedildi. Başak takımyıldızında bulunuyordu. Büyük olasılıkla, bu takımyıldızın 16 yıldızıyla ilişkilidir. Üç yıl sonra Matthews, nesnenin büyük bir spektral kırmızıya kaymaya sahip olduğunu fark etti. Onun bir yıldız olmadığını kanıtlayan tek etken, uzayda nispeten küçük bir alanda büyük miktarda enerji yaymasıydı.
İnsanlığa dair gözlemler
Kuasarların tarihi, radyoaktif kaynakların görünür açısal boyutlarının özel bir program kullanılarak incelenmesi ve ölçülmesiyle başladı.
1963'te yaklaşık 5 kuasar vardı.Aynı yıl Hollandalı gökbilimciler çizgilerin kırmızı spektruma doğru spektral kaymasını kanıtladılar. Bunun, onların uzaklaştırılmasının bir sonucu olarak kozmolojik yer değiştirmeden kaynaklandığını kanıtladılar, dolayısıyla mesafe Hubble yasası kullanılarak hesaplanabildi. Hemen hemen iki bilim adamı daha, Yu Efremov, keşfedilen kuasarların parlaklığının değişkenliğini keşfetti. Fotometrik görüntüler sayesinde değişkenliğin yalnızca birkaç günlük bir periyodikliğe sahip olduğunu tespit ettiler.
Bize en yakın kuasarlardan biri (3C 273) yaklaşık 3 milyar uzaklığa karşılık gelen bir kırmızıya kayma ve parlaklığa sahiptir. ışık yılları. En uzaktaki gök cisimleri sıradan galaksilerden yüzlerce kat daha parlaktır. Modern radyo teleskopları kullanılarak 12 milyar ışıkyılı veya daha uzak bir mesafeden kolayca tespit edilebilirler. Geçtiğimiz günlerde Dünya'dan 13,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta yeni bir kuasar tespit edildi.
Bugüne kadar kaç tane kuasarın keşfedildiğini tam olarak hesaplamak zordur. Bunun nedeni hem sürekli olarak yeni nesnelerin keşfedilmesi hem de aktif galaksiler ile kuasarlar arasında net bir sınırın bulunmamasıdır. 1987 yılında 3594 adet kayıtlı kuasar listesi yayınlanmış olup, 2005 yılında bu sayı 195 binin üzerinde olup, bugün sayıları 200 bini aşmıştır.
Başlangıçta “kuasar” terimi görünür (optik) aralıkta bir yıldıza çok benzeyen belirli bir nesne sınıfını ifade ediyordu. Ancak bir takım farklılıkları var: çok güçlü radyo emisyonu ve küçük açısal boyutlar (< 10 0).
Bu cisimlerin bu ilk fikri, keşifleri sırasında gelişti. Ve bu hâlâ doğrudur, ancak yine de bilim insanları radyo-sessiz kuasarları tanımıştır. Çok fazla radyasyon yaratmazlar. 2015 yılı itibarıyla bilinen tüm nesnelerin yaklaşık %90'ı tescil edilmiştir.
Günümüzde kuasarların damgaları, spektrumun kırmızıya kaymasıyla belirlenmektedir. Uzayda benzer bir yer değiştirmeye sahip ve güçlü bir enerji akışı yayan bir cisim keşfedilirse, o zaman ona "kuasar" denme şansı yüksektir.
Çözüm
Bugün gökbilimciler bu tür gök cisimlerinin yaklaşık iki binini sayıyor. Kuasarları incelemek için kullanılan ana araç Hubble Uzay Teleskobu'dur. İnsanlığın teknolojik ilerlemesi bizi başarılarıyla memnun etmekten başka bir şey yapamayacağına göre, gelecekte kuasar ve kara deliğin ne olduğu bilmecesini çözeceğimizi varsayabiliriz. Belki de gereksiz tüm nesneleri emen bir tür “çöp kutusu” ya da belki Evrenin merkezleri ve enerjisidirler.
1963 yılında olağanüstü öneme sahip bir keşif yapıldı: Kuasarlar keşfedildi; ışığının (ve radyo dalgalarının) bize ulaşması 15 milyar yıl kadar süren nesnelerdi. Bu, artık onları, Evrenimizin tarihinin başladığı Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonraki halleriyle gördüğümüz anlamına geliyor.
Kuasarlar nedir? Her şeyden önce bunlar radyo dalgalarının kaynaklarıdır. Bu nedenle adları: yarı (yani neredeyse) yıldız radyo kaynakları. Kuasarlar her şeyden önce muazzam güçleriyle herkesi şaşırttı: Evrenin tam "kenarında" oldukları için o kadar yoğun radyasyon yaydılar ki, 10 milyar yıldan fazla bir süredir geçiş halinde olmasına rağmen sadece bize ulaşmakla kalmadı, aynı zamanda çok yoğun bir şekilde ulaştı. Sonuçta, bir kuasar en basit 20 santimetrelik teleskopla gözlemlenebilirken, binlerce kez daha yakında bulunan nesneleri gözlemlemek için beş metrelik teleskoplara ihtiyaç vardır! Bir kuasar o kadar büyük miktarda enerji yayar ki, bu enerjiyi nereden aldığı konusunda meşru bir soru ortaya çıkar. Yarım saatte yaydığı enerji, bir Süpernova patlaması sırasında açığa çıkan enerjinin tamamına eşittir! Her bir kuasarın parlaklığı, milyarlarca yıldızın yer aldığı büyük galaksilerin parlaklığından bin kat daha fazladır! Kuasarla ilgili bir diğer dikkat çekici şey ise bu enerji fabrikasının kompaktlığıdır. Bir kuasarın boyutu galaksiden ziyade bir yıldızla karşılaştırılabilir. (Bu yüzden ona “yarı” yıldız kaynağı adı verildi. Doğal olarak asıl soru kuasarın nasıl çalıştığı, enerji fabrikasının nasıl çalıştığı veya fizikçilerin dediği gibi fiziksel doğasının ne olduğudur. enerji fabrikası düzensiz çalışır.Bir kuasarın yaydığı enerji (görünür ışık, ultraviyole, kızılötesi ve x-ışınları, radyo dalgaları yayar) yalnızca birkaç yıl içinde değil, aynı zamanda birkaç ay hatta haftalar içinde de değişir.Bu ortalama bir yaşla ilgilidir. 10 milyon yıl! sonra kuasar enerji mühendislerinin çalışmalarındaki bu tür önemli aksaklıkları açıklayın. Örneğin, quasar 345'in parlaklığı üç haftada yarı yarıya değişti ve aynı üçüncü Cambridge kataloğundaki (CS) 466 numaralı quasar parlaklığını değiştirdi. birkaç gün içinde bile yarı yarıya azaldı (birkaç ay içinde parlaklığı 20 kez değişti!) Bu tür değişiklikler yalnızca görünür parlaklığın değil, aynı zamanda kuasarın radyo emisyonunun yoğunluğunun da karakteristiğidir.
Şu anda yaklaşık 10 milyar yıl önce var olan kuasarlar hakkında bilgi aldığımızı lütfen unutmayın. Yalnızca 10 milyon yıldır var oldukları için kuasar olmaktan çıktılar. Yani Dünya oluşmadan önce Evrende var olan nesnelerden bahsediyoruz. Bu zaman kayması (geçmişe yolculuk yapma yeteneği ve şu anda uzak köşelerde olup bitenleri görememe), Evrendeki ışığı kullanarak bilgi iletmenin milyarlarca yıl sürebilmesi nedeniyle meydana gelir! Dolayısıyla şu anda yayılan kuasarlar, 10 milyar yıl sonra radyasyonları bize ulaştığında gözlenebilecek.
Ölçümler kuasarların ışık hızının %87'si kadar hızlarda hareket ettiğini (daha doğrusu hareket ettiğini) göstermiştir. Kuasarların hızları bizden uzağa doğru yönlendirilir, yani her yöne muazzam hızlarda uçup giderler. Ölçülen hızlar değil, Doppler etkisi nedeniyle kuasar radyasyonunun frekans değişimiydi. Hidrojen atomlarının emisyon çizgilerinin spektrumun kırmızı ucuna doğru kaymasının meydana geldiği, yani kaynak uzaklaştıkça ortaya çıkan emisyon frekansının arttığı ortaya çıktı. Kuasarlar 250.000 km/s'yi aşan hızlarda hareket ediyor! Bu tür hızlar diğer nesneler için yasaktır. Yani yıldızın hızı 1000 km/s'nin üzerinde olsaydı galaksisini terk ederdi. Ayrıca yıldızlar hem bizden uzaklaşıyor hem de bize doğru hareket ediyor. Kuasarlar yalnızca bizden uzaklaşıyor.
Bir kuasar nasıl çalışır9
Astrofizikçiler bu soruyu uzun zamandır araştırıyorlar. En zor şey kuasarın bu kadar büyük miktarda enerjiyi nereden aldığını anlamaktı. Bu süre zarfında kuasarın yapısını açıklamak için birçok hipotez öne sürüldü. Ancak bunların savunulamaz olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle bunları dikkate almanın bir anlamı yok.
Kuasar sorununun aktif galaktik çekirdek sorunuyla ilgili olduğu ortaya çıktı. 1943'te Amerikalı gökbilimci K. Seyfert tarafından keşfedildiler. Uzay nesnelerinden gelen radyasyon spektrumunda geniş (“bulanık”) ve çok yoğun hidrojen, nitrojen, oksijen ve diğer kimyasal element çizgileri keşfedildi. Belirli bir frekansa (ve dolayısıyla dalga boyuna) karşılık gelen radyasyon çizgisinin konumu, yayan parçacığın hızına ve bu hızın nereye yönlendirildiğine bağlıdır. Vericinin hızı bize doğru yönlendirilirse, çizgi bir yönde, bizden uzaktaysa ters yönde kayar. Yayıcının görüş hattı boyunca hareketi, emisyon spektrumundaki çizgide bir kaymaya yol açmaz. Bir kısmı bize doğru hareket eden ve diğer kısmı bizden uzaklaşan parçacıklardan gelen radyasyon aynı anda ölçülürse, radyasyon çizgisi her iki yönde de genişler. Parçacık hızı ne kadar yüksek olursa emisyon çizgileri de o kadar geniş olur. Bu genişlemenin büyüklüğüne bağlı olarak parçacık hareketinin hızı hesaplanabilir. Bu K. Seifert tarafından yapıldı. Galaksilerin aktif çekirdeklerinde gaz parçacıklarının muazzam hızlarda hareket ettiğini ve saniyede onbinlerce kilometreye ulaştığını buldu. Sıradan galaksilerdeki gaz hızları 300 km/s'den fazla değildir. Aktif galaktik çekirdeklerdeki gaz parçacıklarının hareket hızları, büyüklük olarak süpernova patlamaları sırasında parçacıkların genişleme hızlarıyla karşılaştırılabilir. Seyfert bu sıra dışı gökadalardan 12'sinin aktif çekirdeklerini inceledi. Bu galaksilere daha sonra Seyfert galaksileri adı verildi.
Seyfert galaksilerinin çekirdekleri radyasyon bakımından kuasarlara benzemektedir ancak radyasyon güçleri daha azdır. Bunlara mini kuasarlar da denir. Seyfert galaksilerinin aktif çekirdeklerinden gelen radyasyon, kuasarlardan gelen radyasyon gibi değişkendir. Kuasarların galaksiler içindeki merkezi nesneler (çekirdekler) olduğu sonucuna varıldı. Kuasarlarla ilgili daha ileri çalışmalar, enerjinin salınmasından sorumlu süreçlerin galaktik çekirdekle sınırlı olmadığını, galaksinin bu çekirdekle etkileşiminin sonucu olduğunu gösterdi.
YILDIZ RADYO KAYNAKLARI
Radyo astronomisi henüz ilk adımlarını atarken “radyo yıldızları” terimi yaygınlaştı. Kozmik radyo emisyonunun bazı “nokta” kaynaklarına bu deniyordu. Yavaş yavaş bunların çoğu, gökbilimciler tarafından keşfedilen bulutsular ve galaksilerle özdeşleştirildi. Neredeyse her şey, ama yine de her şey değil.
1963 yılına gelindiğinde, daha sonra yıldız benzeri radyo kaynakları veya kuasar olarak adlandırılan beş yıldız şeklindeki nesne gizemli kaldı.
Radyo emisyonunun gücüne bakıldığında, kuasarların kelimenin genel kabul görmüş anlamıyla yıldız olmaları mümkün değildir. 1963 yıldız kataloglarında (kozmik radyo kaynaklarının 3. Cambridge Kataloğu'nda (3C) yer alan) 3C48 (Üçgen takımyıldızındaki 16. büyüklükteki yıldızla tanımlanır), 3C147, 3C196, 3C273 (yıldızla tanımlanır) sembolleri altında listelenen beş nesne Başak takımyıldızında 13. büyüklük) ve 3C286.
Kuasarlar ya bildiğimiz en uzak nesneler ve en güçlü radyasyon kaynakları olabilir ya da oldukça sıradan galaksilerin uyduları olabilir ve bu durumda onların radyasyonu bilinen mekanizmalarla açıklanamaz.
Tüm kuasarlar radyo kaynağı değildir
Kuasarların keşfini radyo astronomisine borçlu olsak da, kısa sürede hepsinin radyo kaynağı olmadığı anlaşıldı. Diğer tüm açılardan ilk kuasarlar 3C273 ve 3C48'e benzeyen çok sayıda radyo yaymayan nesne keşfedildi. Bilinen 1.300'den fazla kuasarın yalnızca yüzde birkaçı radyo kaynağıdır. Bu nedenle çoğu kuasar radyo aralığında “sessizdir”.
Quasarlar – ASTROFİZİĞİN EN MUHTEŞEM GİZEMİ
“Kuasar” adı “yarı yıldız radyo kaynakları” teriminin kısaltmasıdır. Ancak birçok kuasarın gözle görülür bir radyo emisyonuna sahip olmadığı ortaya çıktığından, bunlara "yarı yıldız nesneler" denmeye başlandı. Ancak artık “kuasar” kısa adı yaygın olarak kullanılmaktadır.
İlk başta bu gök cisimlerinin başka hiçbir şeye benzemediği ve uyumsuz özellikleri bir araya getirdiği görülüyordu. Kuasarların, çekirdeklerinde güçlü enerji salınımı süreçlerinin meydana geldiği radyo galaksileri ve diğer galaksilerle ilişkili olduğunun anlaşılması çok fazla çaba gerektirdi. Kuasarlarda bu süreçler maksimum ölçek ve yoğunluklarına ulaşır. Bir kuasarın radyasyon gücü Galaksininkinden yüzlerce kat daha fazladır ve bu radyasyon, Güneş Sisteminin hacmiyle karşılaştırılabilecek büyüklükte bir hacimde üretilir. Bir kuasar çok kompakt bir nesnedir.
Kuasarların keşfi ve çalışmalarının ilk yirmi yılı, görünüşe göre, amacı galaktik çekirdeklerin ve kuasarların aktivitesinin fiziksel mekanizmasını açıklamak olan uzun vadeli araştırmaların yalnızca başlangıcıdır. Hala modern astrofiziğin en şaşırtıcı gizemi olmaya devam ediyorlar.
Kuasarlara olan mesafe
Gözlemsel veriler biriktikçe çoğu gökbilimci, kuasarların bizden diğer gözlemlenebilir nesnelerden daha uzakta olduğu sonucuna varmıştır. Ancak az sayıda gökbilimci, en ikna edici gözlemsel kanıtların, çok uzak galaksilerin değil, kuasarların uzaysal yakınlığını öne sürdüğünü savundu.
KIRMIZIYA KAYMA
Çoğu kuasar yoğun olarak radyo dalgaları yayar. Gökbilimciler görünür ışık fotoğraflarında bu radyo kaynaklarının konumlarını belirlediklerinde yıldız şekilli nesneler keşfettiler.
Garip gök cisimlerinin doğasını belirlemek için spektrumları fotoğraflandı. Ve tamamen beklenmedik bir şey gördük! Bu "yıldızlar" diğer tüm yıldızlardan oldukça farklı bir spektruma sahipti. Spektrumlar tamamen yabancıydı. Çoğu kuasar, sıradan yıldızların karakteristik özelliği olan iyi bilinen hidrojen çizgilerini içermemekle kalmadı, aynı zamanda içlerinde başka herhangi bir kimyasal elementin tek bir çizgisini bile tespit etmek ilk bakışta imkansızdı. ABD'de çalışan Hollandalı genç astrofizikçi M. Schmidt, garip kaynakların spektrumundaki çizgilerin, yalnızca spektrumun kırmızı bölgesine güçlü bir şekilde kaymış olmaları nedeniyle tanınmaz hale geldiğini, ancak bunların aslında iyi giden çizgiler olduğunu keşfetti. bilinen kimyasal elementler (öncelikle hidrojen).
Kuasarların spektral çizgilerinin kaymasının nedeni büyük bilimsel tartışmaların konusu olmuştur; bunun sonucunda astrofizikçilerin büyük çoğunluğu, spektral çizgilerin kırmızıya kaymasının Metagalaksi'nin genel genişlemesiyle ilişkili olduğu sonucuna varmıştır. .
3C273 ve 3C48 nesnelerinin spektrumunda kırmızıya kayma benzeri görülmemiş bir değere ulaşıyor. Çizgilerin spektrumun kırmızı ucuna doğru kayması, kaynağın gözlemciden uzaklaştığının bir işareti olabilir. Bir ışık kaynağı ne kadar hızlı uzaklaşırsa, spektrumundaki kırmızıya kayma da o kadar büyük olur.
Hemen hemen tüm galaksilerin spektrumunda (ve uzak galaksiler için bu kuralın tek bir istisnası yoktur), spektrumdaki çizgilerin her zaman kırmızı ucuna doğru kayması karakteristiktir. Kabaca söylemek gerekirse, kırmızıya kayma galaksiye olan mesafeyle orantılıdır. Bu tam olarak gözlemlenebilir gökada kümesinin tamamının hızla genişlemesinin sonucu olarak açıklanan KIRMIZIYA KAYMA YASASI'nı ifade eden şeydir.
Kaldırma hızı
Şu ana kadar bilinen en uzak galaksilerin kırmızıya kayması çok büyük. Karşılık gelen uzaklaştırma hızları saniyede onbinlerce kilometre olarak ölçülür. Ancak 3C48 nesnesinin kırmızıya kayması tüm kayıtları aştı. Işık hızının yalnızca yarısı kadar bir hızla Dünya'dan uzaklaştığı ortaya çıktı! Bu nesnenin genel kırmızıya kayma yasasına uyduğunu varsayarsak, Dünya'dan 3C48 nesnesine olan mesafenin 3,78 milyar ışıkyılı olduğunu hesaplamak kolaydır! Örneğin bir ışık ışını Güneş'e 8 1/3 dakikada, en yakın yıldıza ise 4 yıl sonra ulaşacaktır. Ve burada neredeyse 4 milyar yıllık sürekli süper hızlı uçuş var; bu, gezegenimizin ömrüyle karşılaştırılabilecek bir süre.
3C196 nesnesi için yine kırmızıya kaymadan bulunan mesafenin 12 milyar ışıkyılı olduğu ortaya çıktı, yani. Ne Dünya ne de Güneş varken bile bize gönderilen bir ışık ışınını yakaladık! Nesne 3S196 çok hızlıdır - görüş hattı boyunca uzaklaşma hızı saniyede 200 bin kilometreye ulaşır.
Kuasarların yaşı
Modern tahminlere göre kuasarların yaşları milyarlarca yıl olarak ölçülüyor. Bu süre zarfında her kuasar muazzam miktarda enerji yayar. Böyle bir enerji salınımına neden olabilecek süreçleri bilmiyoruz. Önümüzde hidrojenin "yandığı" bir süper yıldızın olduğunu varsayarsak, kütlesi Güneş'in kütlesinden bir milyar kat daha büyük olmalıdır. Bu arada, modern teorik astrofizik, Güneş'in 100 katından daha büyük bir kütleye sahip bir yıldızın kaçınılmaz olarak istikrarını yitirdiğini ve çok sayıda parçaya bölündüğünü kanıtlıyor.
Şu anda bilinen toplam sayısı 10.000'den fazla olan kuasarlardan en yakını 260.000.000 ışık yılı uzaklıkta, en uzak olanı ise 15 milyar ışık yılı uzaktadır. Kuasarlar belki de gözlemlediğimiz nesnelerin en eskisidir çünkü. Milyarlarca ışıkyılı uzaklıktan sıradan galaksiler hiçbir teleskopla görülemez. Ancak bu "yaşayan geçmiş" bizim için hala tamamen anlaşılmaz. Kuasarların doğası hala tam olarak anlaşılamamıştır.
OLAĞANÜSTÜ PARLAKLIK
Galaksilerle aynı kozmolojik uzaklık yasasına tabi olan 3C273 ve 3C48 kaynaklarının kendileri, Galaksimiz gibi sıradan galaksilerden çok farklıdır. En çarpıcı olanı, galaksimizin parlaklığından yüzlerce kat daha fazla olan olağanüstü parlaklıklarıdır.
Öyle görünüyor ki, Dünya'dan bu kadar uzaktaki nesnelere yalnızca en güçlü modern teleskoplarla donanmış bir gözlemcinin erişebilmesi gerekiyor. Aslında, örneğin 3C273 nesnesi Berenices'in Saçı takımyıldızında 12,6 büyüklüğünde bir yıldız olarak bulunabilir. Bu tür yıldızlara amatör teleskoplar bile erişebilir.
Bir başka gizemli gerçek de kuasarların boyutlarının galaksilerden açıkça daha küçük olmasıdır: Sonuçta noktasal ışık kaynakları gibi görünürler, en uzak galaksiler bile bulanık ışıklı lekeler gibi görünürler.
Enerji kaynağı
Milyarlarca ışıkyılı uzaklıktan bu kadar parlak görünüyorlarsa, bu ışık kaynaklarının radyasyon gücü ne kadar korkunç olmalı!
Kuasarlarla ilgili en zor soru, devasa enerji salınımını açıklamaktır. Eğer kuasarlar gerçekten bizden kozmolojik olarak büyük mesafelerde bulunuyorsa (yani kırmızıya kayma gerçekten Evrenin genişlemesiyle ilişkiliyse), o zaman bu en güçlü parlaklığın nasıl ortaya çıktığını açıklamak gerekir. Kuasarın ne tür bir enerji kaynağının parıldamasını sağladığı hala bir sır olarak kalıyor. Açık olan bir şey var ki, bu kaynak her ne ise, uzayın nispeten küçük bir bölgesinde yoğunlaşmıştır, yani oldukça kompakttır. Ve bu başlı başına bir kuasardaki enerji salınımı mekanizmasının çok sıra dışı olduğunu gösteriyor.
Pek çok astrofizikçi kuasarların, evrimin belirli bir aşamasındaki galaksilerin çekirdekleriyle ilişkili olduğuna inanıyor. Örneğin M87 galaksisinin çekirdeği dış kısımlarına göre çok daha parlaktır. Ancak Seyfert gökadaları adı verilen başka türde gökadalar da vardır; burada parlak çekirdek ile soluk ışıklı geri kalan kısım arasındaki kontrast daha da belirgindir. Belki de kuasarlar bu dizideki bir sonraki adımdır. Çok uzağa yerleştirilmişlerse, yalnızca parlak çekirdeklerini görürüz, zayıf kabuk (eğer varsa) hiç görünmez.
Ayrıca M87 galaksisinde olduğu gibi kuasarlardaki enerji salınımının süper kütleli kara deliklerin varlığıyla ilişkili olabileceği öne sürülüyor. 1970'lerin ortalarından bu yana, kuasarlardaki muazzam enerji salınımının kara deliklerle açıklandığı fikri büyük popülerlik kazandı.
Enerji salınımı süreci aynı zamanda yerçekimi kuvvetlerinin çalışmasıyla da ilişkilidir ve bir kuasarın radyo emisyonu, manyetik alandaki yüklü parçacıkların senkrotron radyasyonudur.
Bazı gökbilimciler kuasarlardan gelen enerji akışının çok daha düşük olduğuna inanıyor çünkü onlara olan mesafeler büyük ölçüde abartılıyor. Eğer kuasarlar bize düşündüğümüzden 100 kat daha yakınsa, onların gözlemlenen parlaklıklarından emisyon gücünü hesaplarken parlaklıklarını 10.000 kat fazla tahmin ediyoruz. Bu görüşü savunan gökbilimciler, kuasarların genellikle tuhaf galaksilerin yakınında gökyüzünde görülebildiği gerçeğine güveniyorlar. Bu galaksiler, yapıları gereği biraz alışılmadık olmasına rağmen, ışık hızının yüzde birkaçı oranında azalan hızlara karşılık gelen normal kırmızıya kaymalara sahiptir. Ve gökyüzünde onlara yakın olan kuasarların kırmızıya kayması 10 ila 20 kat daha fazladır!
Eğer kuasarlar oldukça yakın galaksilerin yakınında bulunuyorsa, onların büyük kırmızıya kaymalarını nasıl açıklayabiliriz? Tek makul açıklama Doppler etkisidir, fakat neden her zaman sadece kırmızıya kaymayı (uzaklaşmaya) görüyoruz ve asla mora kaymayı (yaklaşmayı) görmüyoruz? Peki, madde nasıl bu kadar büyük hızlarda dışarı atılırken (her zaman bizden uzağa!) hala tek bir nesnenin şeklini koruyabiliyordu?
Cevap şu: kimse bilmiyor. 15 yıl boyunca kuasarlara olan mesafeyi, doğalarını ve devasa enerjilerinin kaynaklarını belirlemek mümkün olmadı. Belki de kuasarların gizemi, astrofizikte yeni bir alanın anahtarını, bizim bilmediğimiz durumlarda büyük kırmızıya kaymaların oluşmasına yönelik bazı yeni olasılıkları veya kuasarlar çok uzaktaysa devasa enerjiler üretmenin yeni yollarını içeriyor. Umarız önümüzdeki yıllarda, yıldız benzeri nesnelerin bulunduğu Evrenin uzak bölgelerinin doğasını açıklamada bu zorlukların üstesinden gelebiliriz. Ve şimdi sadece şunu söyleyebiliriz: Görünüşe göre bunlar doğal ve yapay astronomik nesneler değil, çünkü uygarlığın nasıl bir kuasar "yapabileceği" henüz belli değil.
DEĞİŞKENLİK VE BOYUT
Kuasarların bir başka gizemi de, bazılarının parlaklıklarını birkaç gün, hafta veya yıllık periyotlarla değiştirmesi, sıradan galaksilerin ise bu tür değişimler göstermemesidir.
Moskova gökbilimcileri A.S. Sharov ve Yu.N. Efremov, "garip yıldızların" geçmişte nasıl davrandığını bulmaya karar verdiler. 1896'dan 1963'e kadar 3C273 nesnesini gösteren 73 negatifi dikkatle incelediler. Sovyet bilim adamlarının ulaştığı sonuç oldukça güvenilir sayılabilir. Ve o muhteşem. 3C273'ün parlaklığını değiştirdiği ortaya çıktı! Ve sadece biraz değil, çok belirgin bir şekilde - 12,0'dan 12,7'ye kadar, yani. neredeyse iki katı. Kısa bir süre içinde 3C273'ten gelen radyasyon akışının 3-4 kat arttığı durumlar vardı (örneğin, 1927'den 1929'a kadar)! Bazen birkaç gün içinde nesne 0,2 - 0,3 büyüklüğünde değişti. Aynı zamanda, dışarıdan, optik olarak başka hiçbir önemli değişiklik meydana gelmedi - "garip yıldız" değişken de olsa her zaman bir yıldız gibi görünüyordu. Benzer bir olay daha sonra 3S48 nesnesinde de keşfedildi.
Çeşitli nedenlerle değişen binlerce değişken yıldız bilinmektedir. Ancak sıradan galaksiler arasında tek bir değişken bile kaydedilmedi. Birçoğunun binlerce ve milyonlarca değişken yıldız içermesine rağmen, parlaklıklarındaki dalgalanmalar geniş çapta meydana gelir ve bir bütün olarak galaksi için o kadar önemsizdir ki, galaksilerin toplam radyasyonu her zaman neredeyse hiç değişmeden kalır. Dünyadaki hiçbir optik alet, herhangi bir galaksinin parlaklığındaki en ufak dalgalanmayı bile tespit edemez.
Geriye üç olasılık kalıyor. Bunlardan ilki saçmadır: Galaksinin yıldızları, sanki bir emir verilmiş gibi, aynı ritimde, anında ve aynı şekilde değişir. Fiziksel açıdan böyle bir açıklama o kadar saçmadır ki, kozmos hakkındaki tüm bilgilerimize o kadar aykırıdır ki, ciddi bir değerlendirmeyi hak etmez. İkinci olasılık, kırmızıya kayma doğası gereği galaksilere benzeyen tuhaf nesnelerin, galaksilerden tamamen farklı bir fiziksel yapıya sahip olmasıdır. Ancak çoğu gökbilimci, kuasarların çok uzak gökadaların aktif çekirdekleri olduğunu varsaymaktadır.
Kuasarların onbinlerce ışıkyılı boyunca dağılmış geniş yıldız sistemleri değil, nispeten küçük boyutlu ve devasa kütleli (milyarlarca güneş kütlesi) çok kompakt cisimler olduğu tartışılmaz. Nispeten küçük boyutlar, bir bütün olarak tüm nesnenin parlaklığındaki dalgalanmaların hızını açıklayabilir ve büyük kütle, olağanüstü parlaklığın veya daha doğrusu gök cisminin parlaklığının olası tek nedenidir. Yıldız ne kadar büyük olursa o kadar parlak olur. Bu model hem gözlemlerden hem de teorik değerlendirmelerden kaynaklanmaktadır.
Kuasarlar yalnızca kütle açısından değil, aynı zamanda radyasyon gücü açısından da bilinen tüm gök cisimlerinden keskin bir şekilde farklıdır. Karşılaştırıldığında süpernovalar bile soluk kalır. Süpernovalar, güçlü patlama anında Güneş'ten milyarlarca kat daha fazla ışık yayarlar. Sıradan bir kuasar her zaman onbinlerce kat daha fazla ışık yayar
Kuasarlardan gelen kızılötesi ve X-ışını emisyonları
Son yıllarda gökbilimciler kuasarlardan gelen kızılötesi ve X-ışını emisyonlarını tespit edebildiler; Spektrumun bu bölgelerindeki bazı nesnelerin emisyon gücünün görünür bölge ve radyo aralığından bile daha büyük olduğunu keşfettiler. Spektrumun tüm bölgelerindeki radyasyon enerjilerini topladığımızda, kuasarlara olan uzaklık tahminlerimizin doğru olması koşuluyla, bazı kuasarların dev galaksilere göre saniyede 100.000 kat daha fazla enerji ürettiği ortaya çıkıyor.
X-ışını astronomisinin gelişimi, çoğu kuasarın güçlü X-ışını kaynakları olduğunun ortaya çıkmasına yardımcı oldu. 3C273 kuasarının ilk X-ışını gözlemlerinin bir sonucu olarak bunun bazı ipuçlarını görmek mümkündü ve Einstein Gözlemevi'nin (NEAO-B) en son çalışmalarında, güçlü X-ışını emisyonuna sahip 100'den fazla kuasar keşfedildi. .
Bu gözlemlere dayanarak, radyo emisyonunun aksine, X-ışını emisyonunun kuasarların karakteristik bir özelliği olduğuna inanılmaktadır.
GALAKSLAR VE KUAZARLAR
Son zamanlarda, kuasarların galaksilerle ilişkili olduğuna ve radyasyonlarının büyük kısmının geldiği kompakt merkezi bölgelere (çekirdekler) sahip geniş yıldız sistemleri olduğuna dair birçok kanıt birikmiştir. Çekirdeklerin boyutları küçüktür, parlaklıkları yıldızların parlaklığından çok daha yüksektir, bu nedenle kuasarlar astronomik fotoğraflarda nokta kaynaklara benzemektedir.
Belki de genel astronomik sistemler ailesinde kuasarların yerini bulmayı mümkün kılan gerçeklerden ilki, yayan bölgelerinin kimyasal bileşimiydi: Güneş veya diskteki gaz bulutları ile aynı kimyasal elementlerin çizgilerini yayarlar. Galaksimizin. Kuasarların "normal" kimyasal bileşimi, onların "sıradan" yıldız sistemleriyle ilişkilerini doğrudan gösterir.
Kuasar çalışmalarına paralel olarak galaksilerin derinlemesine incelenmesinin de devam etmesi çok önemlidir. Bu, büyük bir kırmızıya kaymanın yalnızca kuasarların ayrıcalığı olmadığını tespit etmeyi mümkün kıldı. Aynı zamanda artan radyo emisyonu sergileyen ve 3. Cambridge kataloğunda yer alan 3C295 galaksisinde de keşfedildi. Bu kırmızıya kayma, ilk iki kuasar olan 3C273 ve 3C48'inkinden bile daha büyük. Galaksiler için kaydedilen en yüksek kırmızıya kayma, aynı katalogdaki 3C324 galaksisine aittir. Gökadaları bu kadar yüksek kırmızıya kaymalarda gözlemlemek için kuasarlara uygulanan yöntemler, en yakın gökadaların etrafındaki geniş ışıklı oluşumların doğrudan tespit edilmesini mümkün kıldı; bunların sıradan gökadalara benzer yıldız sistemleri olduğu ortaya çıktı. 1982 yılında 3C273 kuasarının çekirdeği çevresinde bir yıldız sistemi gözlemlemek mümkün oldu.
Galaktik çekirdeklerin ve kuasarların aktivitesinin tezahürlerinde de derin bir ilişki vardır. Radyo yayan kuasarlar ve radyo galaksileri arasında önemli benzerlikler ortaya çıkıyor; artan radyo emisyonuna sahip galaksiler.
Kuasar çekirdekleri ve galaksi çekirdekleri
Galaktik çekirdeklerdeki aktif süreçler, kuasarların keşfinden kısa bir süre önce, I.S. Shklovsky'nin Başak galaksisinin çekirdeğinden fırlatılma olayını açıkladığı 1955'ten bu yana kapsamlı bir çalışmanın konusu haline geldi.A.V.A. Ambartsumyan, galaktik çekirdeklerin aktivitesine ilişkin genel bir kavram ortaya koydu. ve bu fenomen gökbilimcilerin geniş ilgisini çekti. Nükleer aktivitenin çeşitli tezahürleri - maddenin değişkenliği, dışarı akışı ve püskürmesi, radyo yayan bileşenler - kuasarlarda enerji ve uzaysal boyutlarda maksimum ölçeklere ulaşır. Bu olayların rezervuarı ve enerji üreteci, en güçlü galaktik çekirdeklerden çok daha büyük ve çok daha kompakt olması gereken kuasar çekirdeğidir.
60'lı yıllarda Sovyet astrofizikçi B.V. Comberg, kuasarların (aktif galaksilerin çekirdekleri gibi) süper kütleli ikili sistemler olduğu hipotezini öne sürdü. Son yıllarda birçok kez doğrulanan bu hipotez, yeni gözlemler gerektiriyor. Büyük olasılıkla, kuasarların çekirdekleri yıldızlar ya da basit kümeler değil, bizden milyarlarca ışık yılı uzakta olan ve bu nedenle çok uzak mesafelerden görülemeyen son derece aktif galaksilerin çekirdekleri olan kompakt ve çok büyük nesnelerdir. Bu, örneğin 3C273 kuasarının etrafında parlak bir halenin keşfedilmesiyle doğrulanır; bu, genellikle bu kuasarın uzak bir galaksi olduğunun kanıtı olarak kabul edilir.
3C273 kuasarından ve Başak A galaksisinden gelen emisyonların benzerliği, kuasarlardaki ve galaktik çekirdeklerdeki aktivite olgusunun genel doğasının önemli bir göstergesidir. Aynı derecede önemli olan birçok büyük eliptik galaksinin yoğun radyo emisyonu kaynakları olmasıdır. Örneğin Cygnus A galaksisi böyledir. Radyo emisyonu 1946'da tesadüfen keşfedildi. Radyasyon gücü açısından Cygnus A radyo galaksisi, en güçlü kuasarlardan daha düşük olmasına rağmen 3C273 ve 3C48 kuasarlarıyla karşılaştırılabilir. parlaklığı hala 100 - 1000 kat daha fazla.
Kuasarlar ve Seyfert galaksileri
Adını 40'lı yıllarda keşfeden Amerikalı gökbilimci K. Seyfert'ten alan Seyfert gökadaları da kuasarlarla önemli bir benzerlik taşıyor. Sarmal gökadalar sınıfına aittirler ve toplam sayılarının yaklaşık yüzde birini oluştururlar. Seyfert gökadaları, oldukça genişlemiş hidrojen ve helyum çizgilerinde radyasyon yayan kompakt, parlak çekirdeklere sahiptir. Çekirdekler bazen güçlü bir radyo dalgası ve X-ışını kaynağıdır. Radyasyonları değişkendir ve bu, kuasarlarda olduğu gibi, bu galaksilerin çekirdeklerinde meydana gelen şiddetli süreçleri gösterir.
Kuasarlar ve Lacertidler
Sözde Lacertidler aynı zamanda kuasarlarla da ilgilidir (Lacerta'dan - bu türden ilk nesnenin bulunduğu Kertenkele takımyıldızının Latince adı - BL Kertenkele galaksisi). Bunlar güçlü optik, kızılötesi ve radyo radyasyon kaynaklarıdır. Kuasar çekirdekleri gibi, fotoğraflarda bazen hafifçe parlayan, aslında yıldız sistemleri olan halelerle çevrelenmiş nokta kaynaklar olarak görünürler. Lacertidler ayrıca güçlü değişkenlik gösterir. Onlara olan mesafeler, uzak kuasarlara olan mesafelerle karşılaştırılabilir.
Normal galaksilerden kuasarlara
Dolayısıyla, normal galaksilerden radyo galaksileri, aktif çekirdekli eliptik galaksiler, Seyfert galaksileri ve lasertitlerden kuasarlara kadar çok açık bir özellik sürekliliği vardır. Bu gerçeğin açıklığa kavuşturulması, kuasarların doğasını anlama yolunda belirleyici bir adımdı.
Kuasarlar ve Galaksimiz
Galaksimizin çekirdeği aktif değil. Görüş hattı üzerinde yer alan gaz ve toz bulutlarının ışığı absorbe etmesi nedeniyle merkezi bölgesi optik yöntemlerle gözlemlenememektedir. Bununla ilgili veriler, bulutların şeffaf olduğu elektromanyetik dalgaların kızılötesi ve radyo aralıklarındaki gözlemlerden elde edilir. Galaksinin dönüşünün merkezinde oldukça parlak bir radyo kaynağı olan Yay A bulunur; radyo parlaklığı kuasarlardan ve aktif çekirdeklerden çok daha düşüktür.
ÇOKLU KUASARS
Astrofizikçilerin ve fizikçilerin özellikle dikkatini birden fazla (çift, üçlü) kuasar çekti: Büyük Ayı takımyıldızındaki bir çift kuasar (1978), Aslan takımyıldızındaki (1980) üçlü bir kuasar ve Balık takımyıldızındaki aynı kuasar (1981) . Nesnelerin her biri, birbirinden birkaç yay saniyesi uzaklıkta bulunan, çok benzer spektrumlara ve kırmızıya kaymalara sahip ikiz kuasarlardı. Bununla birlikte, büyük olasılıkla, listelenen kuasarlar "gerçek" çoklu kuasarlar değil, yalnızca karşılık gelen kaynağın görüntüleridir. Bir görüntünün birkaç parçaya bölünmesi, kuasar ile bizim aramızdaki yol üzerinde bulunan devasa bir galaksinin çekim alanının etkisi altında meydana gelir. Kuasarlardan gelen ışık ışınları, yerçekimsel odaklanmanın kaynağı olarak görev yapan galaksilerin yerçekimi tarafından bükülebilir. Bu tür yerçekimsel mercekler, uzak galaksilerin şekillerini bozabilir ve bu, bazı bilim adamlarına göre, Evrendeki maddenin dağılımındaki büyük ölçekli homojensizlikleri incelemek için yeni fırsatlar açar.
Bazı durumlarda yerçekimsel mercek etkisinin uzak galaksiler tarafından değil, büyük kara delikler tarafından yaratılması mümkündür. Hintli astrofizikçiler G. Padmanabhan ve S. Chitre, bir kuasarın çift görüntüsünün görülebildiği ancak bu fenomene neden olan galaksinin yakınlarda bulunmadığı durumlara dikkat çekti. Böylece etkinin Güneş'in kütlesinden bir milyon kat daha büyük kütleye sahip, neredeyse nokta benzeri kara delikler tarafından yaratıldığı yönünde bir hipotez ortaya çıktı. Şu ana kadar hiçbir yerde tek bir kara delik keşfedilmediği için böyle bir hipotezin gerçeğe ne kadar yakın olduğunu söylemek zor.
Doğada "gerçek" çift kuasarların var olup olmadığı sorusu hala bir araştırma ve tartışma konusu olmaya devam ediyor.
Kuasar(İngilizce) kuasar) özellikle güçlü ve uzak, aktif bir galaktik çekirdektir. Kuasarlar Evrendeki en parlak nesneler arasındadır. Bir kuasarın radyasyon gücü bazen bizimki gibi galaksilerdeki tüm yıldızların toplam gücünden onlarca, yüzlerce kat daha fazladır.
Kuasarlar başlangıçta yüksek kırmızıya kayma nesneleri olarak tanımlandı ( kırmızıya kayma- çok küçük açısal boyutlara sahip olan kimyasal elementlerin spektral çizgilerinin kırmızı (uzun dalga) tarafa ve elektromanyetik radyasyona kayması. Bu nedenle uzun süre yıldızlardan ayırt edilememişlerdir. genişletilmiş kaynaklar galaksilerle daha tutarlıdır. Kuasarların çevresinde ana galaksilerin izleri ancak daha sonra keşfedildi.
Terim kuasar anlamına gelir "yıldız benzeri". Bir teoriye göre kuasarlar, süper kütleli bir kara deliğin çevredeki maddeyi emdiği, gelişiminin ilk aşamasındaki galaksilerdir.
İlk kuasar 3C 48 keşfedildi 1950'lerin sonlarında Alan Sandage ve Thomas Matthews tarafından radyo gökyüzü araştırması sırasında. 1963 yılında 5 kuasar zaten biliniyordu. Aynı yıl Hollandalı gökbilimci Martin Schmidt, kuasarların spektrumlarındaki çizgilerin güçlü bir şekilde kırmızıya kaydığını kanıtladı.
Son zamanlarda radyasyonun kaynağının galaksinin merkezinde yer alan süper kütleli bir kara deliğin birikim diski olduğu ve bu nedenle kuasarların kırmızıya kaymasının kozmolojik kaymadan tahmin edilen kütleçekimsel kayma miktarı kadar daha büyük olduğu kabul edilmiştir. A. Einstein genel görelilik teorisinde (GTR). Bugüne kadar 200.000'den fazla kuasar keşfedildi. Ona olan mesafe, kuasarın kırmızıya kayması ve parlaklığı ile belirlenir. Örneğin, en yakın kuasarlardan biri ve daha parlak olan 3C 273, biraz uzakta yer alıyor. yaklaşık 3 milyar ışıkyılı. Son gözlemler çoğu kuasarın devasa eliptik galaksilerin merkezlerinin yakınında bulunduğunu gösteriyor ve kuasar parlaklığının bir günden daha kısa zaman ölçeklerindeki düzensiz değişkenliği şunu gösteriyor: radyasyonun üretildiği bölge Güneş sisteminin büyüklüğüyle karşılaştırılabilecek kadar küçük bir boyuta sahiptir.
Ortalama olarak, bir kuasar saniyede Güneşimizden yaklaşık 10 trilyon kat daha fazla enerji (ve bilinen en güçlü yıldızdan bir milyon kat daha fazla enerji) üretir ve tüm dalga boyu aralıklarında emisyon değişkenliği sergiler.
Nispeten küçük bir hacimde bu kadar güçlü radyasyonun üretilmesinden sorumlu olan fiziksel mekanizma henüz güvenilir bir şekilde bilinmemektedir. Kuasarlarda meydana gelen süreçler yoğun teorik araştırmaların konusudur.
Uzak kuasarların spektrumlarında hidrojen ve ağır element iyonlarının dar soğurma çizgileri keşfedildi. Dar soğurma hatlarının doğası belirsizliğini koruyor. Emici ortam, geniş galaksi koronaları veya galaksiler arası uzaydaki bireysel soğuk gaz bulutları olabilir. Bu tür bulutların galaksilerin oluştuğu dağınık ortamın kalıntıları olması mümkündür.
