Какие самые яркие объекты во Вселенной?
Большая часть света во Вселенной исходит от звезд. Без звездного света Вселенная была бы темной и холодной, а сама жизнь никогда не смогла бы сформироваться. Звезды могут быть очень яркими, причем некоторые из них во много тысяч раз ярче солнца. Однако по сравнению с некоторыми объектами сами звезды кажутся тусклыми. Самые яркие известные объекты во Вселенной называются квазарами, и они могут быть в 100 000 раз ярче всей галактики Млечный Путь. Что такое квазары и как они образуются?
Что такое квазар?
Квазар состоит из двух энергетических лучей, которые движутся наружу в противоположных направлениях. Квазары были впервые обнаружены в 1950-х годах и первоначально считались далекими звездами. Истинная природа квазаров была раскрыта только после запуска космического телескопа "Хаббл" в середине 1990-х годов. Поскольку квазары настолько яркие, они выглядят как единичные объекты, если смотреть в небольшие наземные телескопы. Издалека квазары выглядят неотличимыми от обычных звезд. На самом деле термин "квазар" означает квазизвездный объект, поскольку астрономы первоначально считали, что это звезды. Хаббл был первым телескопом, способным делать снимки квазаров с высоким разрешением, показывая, что они не были звездами, а на самом деле были чем-то совершенно другим.
Хаббл обнаружил, что каждый квазар во Вселенной возникает в ядрах массивных, далеких галактик. Более ранние телескопы не могли видеть, что квазары произошли из галактик из-за того, что квазары значительно затмевают свою родную галактику. Центры большинства массивных галактик во Вселенной также являются домом для сверхмассивных черных дыр, и поэтому стало очевидно, что квазары должны быть каким-то образом связаны со сверхмассивными черными дырами. Интересным наблюдением за квазарами является тот факт, что они обычно образуются только в самых дальних галактиках. Чем дальше находится объект, тем дальше назад во времени мы можем видеть, поскольку требуется время, чтобы свет дошел до нас. Квазары чаще встречаются не только в самых отдаленных галактиках, но и в ранней вселенной. Ни в одной из ближайших к Млечному Пути галактик нет известных квазаров. На самом деле ближайший квазар находится на расстоянии более 600 миллионов световых лет. Между тем самые далекие квазары находятся на расстоянии более 13 миллиардов световых лет, что означает, что они образовались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.
Как образуются квазары?
Любое объяснение того, как образуются квазары, должно объяснять, почему они испускаются из ядер массивных галактик и почему они обычно существуют только в ранней Вселенной. Современная модель образования квазаров заключается в том, что они образуются непосредственно из сверхмассивных черных дыр. Каждую сверхмассивную черную массу в любой данной галактике окружает огромный материальный диск, называемый аккреционным диском. Аккреционный диск вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, и со временем материал постепенно попадает в черную дыру. Что произойдет, если произойдет гигантский приток вещества в черную дыру? Если огромное количество материала упадет в сверхмассивную черную дыру слишком быстро, материал будет генерировать огромное количество трения, нагревая аккреционный диск. Как только количество энергии в аккреционном диске становится достаточно высоким, энергия вырывается наружу в виде двух гигантских лучей света, образуя квазар.
Почему квазары обычно появляются только в самых дальних галактиках? Как оказалось, квазары обычно образуются на ранних стадиях формирования галактики. Когда образуется галактика, она втягивает в себя огромное количество окружающего материала. Огромное количество этого материала неизбежно попадает в сверхмассивную черную дыру в центре галактики, что, в свою очередь, приводит к процессу, вызывающему образование квазара. По мере формирования галактики она становится гораздо более активной, и в сверхмассивную черную дыру попадает все больше вещества. По мере старения галактики сверхмассивная черная дыра поглотит большую часть избыточного вещества вокруг нее, и квазар прекратит свое существование. Каждая галактика, включая наш Млечный Путь, вероятно, подвергалась этому процессу в прошлом. Также возможно, что галактика снова станет активной, если она столкнется с другой большой галактикой. Когда сталкиваются две или более галактик, происходит гигантский приток материала, который попадает в аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры. Меньшие квазары могут образоваться во время столкновения галактик.
