Как найти квазар на небе

Могу ли я увидеть квазар?

Модераторы: Ulmo, Булдаков Сергей

Вернуться в Астрономические наблюдения

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Признаемся честно, подавляющее большинство объектов далекого космоса — галактик, туманностей, скоплений — выглядят в любительские телескопы не более чем слабыми бесформенными пятнышками света. Почему же мы смотрим на них? Возможно, не последнюю роль здесь играет желание преодолеть грандиозные расстояния, отделяющие нас от этих объектов, своими глазами увидеть эти таинственные миры, теряющиеся в бескрайних просторах Вселенной. И чем дальше от нас находится предмет поиска, тем сильнее возникает желание хотя бы раз взглянуть на него.

В этом отношении безусловными рекордсменами являются квазары — мощнейшие источники излучения, находящиеся в ядрах галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет. Разумеется, «платой» за такую удаленность является невысокий блеск: даже самый яркий представитель мира квазаров на нашем небе — ЗС 273 в созвездии Девы — едва превышает 13-ю звездную величину (12.8^m). Поэтому для успешной «охоты» на этих экзотических объектов необходима хорошая «экипировка»: телескоп с диаметром объектива, как минимум, 25-30 см.

Мое первое наблюдение квазара состоялось весной прошлого года, на слете любителей астрономии Астрофест. Мой хороший знакомый, член Московского астрономического клуба Игорь Елистратов приехал на фестиваль со своим только что изготовленным 41-см телескопом системы Ньютона на монтировке Добсона, и было грех использовать столь тяжелую «артиллерию» только для наблюдения «обычных» объектов. Квазар — совсем другое дело.

Скажу сразу, задача эта оказалась не такой уж сложной — в столь крупный инструмент квазар был виден очень хорошо. Главная трудность заключалась в наведении телескопа и отождествлении объекта в поле зрения — ведь по своему внешнему виду он ничем не отличается от обычных звезд. Поэтому помимо мощного телескопа вам совершенно необходимо наличие подробной поисковой карты (или фотографии данной области) со звездами до 13-14-й величины.

Путешествие к квазару ЗС 273 удобно начинать от яркой звезды у Девы. Кстати, она сама по себе является весьма примечательным объектом: красивой двойной системой. Она состоит из двух ярких желтых звезд абсолютно одинакового блеска (3.5^m) и при большом увеличении напоминает свет «противотуманных» фар мчащегося навстречу вам автомобиля. Впрочем, нет, «автомобиль» этот на самом деле «удаляется»: расстояние между компонентами двойной медленно уменьшается, так что разделять эту звезду с каждым годом становится все труднее (максимальное сближение компонентов состоится в 2008 году).

Насладившись видом двойной звезды, поднимите трубу телескопа к северу примерно на 4 градуса. В поле зрения вашего искателя вы должны увидеть прямоугольный треугольник, образованный звездами 6-7-й величины (SAO 119485, 119503 и 119508). Прямой угол этого треугольника укажет вам направление дальнейших поисков. Попутно отметим, что неподалеку от вершины этого угла (SAO 119485) находятся две неяркие, но все же доступные для наблюдений в любительские инструменты спиральные галактики NGC 4527 (10.4^m, 7’х2′) и NGC 4536 (11.З^m, 8’хЗ’).

Продвинувшись от вершины прямоугольного треугольника примерно на 1 градус к западу, вы обнаружите треугольник поменьше, на этот раз остроугольный (острый угол указывает на юг), образованный звездами 9-10-й величины. Пройдя эту «контрольную отметку» (дальнейший поиск лучше проводить, глядя в окуляр телескопа), вы должны найти характерный «конус», на северном луче которого и расположился квазар. Окончательное отождествление объекта лучше всего произвести, используя приводимую на стр.38 фотографию ближайших окрестностей ЗС 273.

Визуально этот объект ничем не отличается от звезд. Собственно, на него обратили внимание только благодаря его мощному радиоизлучению. Но настоящая сенсация прозвучала тогда, когда астрономы получили спектр квазара — значительное доплеровское смещение линий в красную сторону говорило о том, что он удаляется от нас с чудовищной скоростью, а это, в свою очередь, означало совершенно невообразимое расстояние до него — около 3 миллиардов световых лет!

Крупномасштабные фотографии ЗС 273 показывают мощную струю вещества, бьющую из центра квазара, но в любительский телескоп, увы, эту деталь разглядеть не удастся. Так стоит ли вообще тратить столько усилий лишь для того, чтобы отыскать на небе вполне рядовую на вид звездочку 13-й величины? По-моему, да. Уже само ощущение того, что в данную минуту ваши глаза улавливают фотоны света, преодолевшие путь в 3 миллиарда световых лет, будет заставлять вас снова и снова подходить к окуляру телескопа, отыскивая в поле зрения эту необычную «звезду».

Ну, а если после наблюдения квазара в вас еще не угас азарт охоты за слабыми объектами далекого космоса, попробуйте свои силы на галактике NGC4517. Она находится примерно в двух градусах южнее квазара, образуя почти равнобедренный треугольник со звездами γ и η Девы. Блеск галактики составляет около 11^m, так что она должна быть вполне по силам 20-см инструменту. Эта спиральная звездная система относится к категории «галактик-иголок»: видимая почти точно с ребра, в окуляр телескопа она выглядит тонкой прямой линией (11’х2′), прочерченной на черном бархате ночи. Уверен, что после наблюдения «точки-квазара» форма этой галактики покажется вам еще более выразительной.

https://ria.ru/20210508/kosmos-1729952102.html

Призраки во Вселенной. Как изучают объекты самого дальнего космоса

Призраки во Вселенной. Как изучают объекты самого дальнего космоса — РИА Новости, 08.05.2021

Призраки во Вселенной. Как изучают объекты самого дальнего космоса

Ученые открыли самый далекий квазар — J0313-1806, свет от которого летел к нам 13 миллиардов лет, из эпохи совсем ранней Вселенной. Квазары — это очень… РИА Новости, 08.05.2021

2021-05-08T08:00

2021-05-08T08:00

2021-05-08T08:04

наука

астрономия

космос — риа наука

физика

солнце

черная дыра

вселенная

галактики

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/04/17/1729657305_0:178:1281:898_1920x0_80_0_0_42c7233bcb09e542fb443b90faead795.jpg

МОСКВА, 8 мая — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые открыли самый далекий квазар — J0313-1806, свет от которого летел к нам 13 миллиардов лет, из эпохи совсем ранней Вселенной. Квазары — это очень массивные черные дыры; как они образовались вскоре после Большого взрыва, пока загадка. О космических объектах, скрывающихся в складках пространства-времени и том, как их изучают, — в материале РИА Новости.Квазары — яркие поглотители галактикВ июле 2019-го на орбиту вывели обсерваторию «Спектр-Рентген-Гамма (СРГ)», созданную в ИКИ РАН и НПО имени Лавочкина совместно с немецким космическим агентством DLR. На борту — рентгеновские телескопы ART-XC имени М. Н. Павлинского и германский eROSITA.Обсерватория формирует полную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне, ведет поиск крупных скоплений галактик, далеких квазаров, тесных двойных звездных систем с компактными источниками — нейтронными звездами, черными дырами, белыми карликами, звездами с хромосферной активностью.»СРГ работает в режиме сканирования, делая шесть оборотов в сутки. За это время обсерватория смещается в пространстве на один градус и получает сканы в виде колец размером в один градус, длиной 360 градусов. За полгода телескопы отсматривают все небо. В 2020-м российские ученые из московского Института космических исследований РАН с немецкими партнерами построили рентгеновские карты неба на основе двух шестимесячных обзоров», — рассказывает астроном Ильфан Бикмаев, профессор Казанского федерального университета (участника проекта 5-100).На сканах уже обнаружили около миллиона рентгеновских источников. Программа-робот SRGz сопоставляет их с известными объектами в архивах других телескопов. Около 250 тысяч источников — звезды Млечного Пути, похожие на Солнце, но с очень сильными магнитными пятнами. При вспышках на поверхности температура плазмы — миллионы градусов, что порождает яркое рентгеновское излучение.Остальные 750 тысяч источников — это активные ядра галактик и квазары, черные дыры чудовищной массы. «Это очень экзотические объекты, невероятно плотные, массой до миллиардов солнечных. В наших окрестностях таких нет, и в лаборатории ничего подобного не смоделируешь», — замечает ученый.Астрономы Казанского университета наблюдают эти загадочные квазары на оптическом полутораметровом российско-турецком телескопе РТТ-150, созданном в России и установленном в Турции. В южных широтах, в горах астроклимат намного более благоприятный.Спектральные приборы и чувствительная ПЗС-матрица телескопа, регистрирующая фотоны, позволяют определить красное смещение z — относительную величину, показывающую скорость удаления объекта от наблюдателя из-за расширения Вселенной и расстояние до источника.»Мы сфокусировались на оптических отождествлениях и исследовании самых далеких квазаров, обнаруженных обсерваторией СРГ в рентгеновской области. Это очень слабые оптические источники, не ярче 18-20-й звездной величины. Для них нужны крупные оптические телескопы. Зеркала собирают свет от этих слабых далеких объектов, приборы разлагают его в спектр. Мы ищем там эмиссионные линии различных химических элементов, характерные для квазаров. Из-за расширения Вселенной они удаляются от нас на большой скорости, из-за эффекта Доплера спектр смещается в красную область. Если красное смещение меньше единицы, то объект относительно близкий, порядка миллиарда световых лет от нас, z от трех до шести — это очень далекие источники, в 10-12 миллиардах световых лет. Следует отметить, что эмиссионные линии в спектрах квазаров находятся в ультрафиолетовой части спектра. Эффект Доплера смещает их в видимую область, и мы регистрируем спектры далеких квазаров с помощью оптических телескопов», — объясняет профессор Бикмаев.Самый удаленный рентгеновский квазар, открытый СРГ и подтвержденный учеными из КФУ, находится на z=4,23. Статью об исследовании первой группы далеких квазаров СРГ на телескопе РТТ-150 недавно опубликовали в ведущем научном издании — «Письмах в астрономический журнал».Для оптических отождествлений более далеких квазаров, на z=5-6, нужно большое зеркало, такое как у шестиметрового телескопа БТА Специальной астрофизической обсерватории РАН на Северном Кавказе. В 2020-м с его помощью исследовали один из самых ярких в рентгеновском диапазоне квазаров — SRGe J170245.3+130104 на z=5,5. Всего за два года российские ученые на четырех наземных оптических телескопах наблюдали около ста таких объектов, открытых СРГ.Источники на красном смещении больше семи изучают в инфракрасном диапазоне, в том числе с помощью космического телескопа имени Хаббла.Пока обнаружили не более тысячи далеких квазаров. Последний — J0313-1806 — открыли на красном смещении 7,6. Несколько лет назад его включили в список кандидатов — по данным нескольких крупных обзоров. И вот теперь подтвердили. Масса — 1,6 миллиарда солнечной. Свет от него шел к нам 13,1 миллиарда лет. Это значит, что мы получили снимок объекта, существовавшего спустя всего 670 миллионов лет после Большого взрыва. Получается, это еще и самый молодой квазар из известных нам. В его родной галактике наблюдали активное звездообразование.Квазары — это ключ к истории Галактики. В ее центре находится черная дыра массой всего четыре миллиона солнечных, пылинка по сравнению с квазаром. Она слабо излучает в рентгене, потому что неактивна — ей нечем питаться. Практически вся пыль и газ в центре Млечного Пути ушли на образование звезд. Ближайшие черная дыра поглотила, далекие уронить на себя не может. В молодых галактиках все не так: свободное вещество еще есть, центральная черная дыра его затягивает и наращивает массу, превращаясь в квазар.Нерешенная загадка гамма-всплесковМало что может сравниться по мощности и яркости во Вселенной с гамма-всплесками. Солнце излучает 1033 эрг за секунду, наша Галактика — 1043. А при гамма-всплеске энергии еще на десять порядков больше. Эти источники открыли в середине 1960-х, но до сих пор непонятно, что это такое.Гамма-всплеск длится секунды, однако благодаря чрезвычайной яркости его успевают зарегистрировать орбитальные гамма- и рентгеновские телескопы. Они сразу рассылают астрономические телеграммы с координатами на небе, и ученые по всему миру наблюдают оптическое послесвечение космических взрывов.»Эти события происходят в далеких галактиках на красном смещении от двух до четырех и больше. Колоссальное количество энергии выделяется за сто секунд. Согласно рабочей гипотезе, это вспышки гиперновых звезд массой в тысячу и больше солнечных. В нашей Галактике таких массивных звезд нет. Вспышки звезд поменьше, 10-30 масс Солнца, называются сверхновыми. За тысячу лет истории человечества в нашей Галактике вспышки сверхновых происходили лишь несколько раз. А гамма-всплески современные орбитальные телескопы регистрируют практически каждый день. Мы тоже около десяти лет наблюдали оптическое послесвечение этих событий с помощью телескопа РТТ-150 и опубликовали около сотни астрономических телеграмм совместно с российскими учеными из ИКИ РАН и турецкими коллегами», — продолжает Ильфан Бикмаев.Что управляет веществом галактикСреди самых далеких объектов Вселенной есть и скопления галактик — тоже очень необычные объекты.»В скоплении между галактиками находится газ, разогретый до одного-двух миллионов градусов. Он излучает в рентгене и доступен для наблюдения «Спектром-РГ». Откуда этот газ, пока неизвестно. Возможно, притекает из галактик, когда там вспыхивают сверхновые, что подтверждают линии железа в рентгеновском спектре межгалактического газа. Этот тяжелый элемент нарабатывается долго в недрах звезд», — говорит астроном.Раскаленный газ по законам термодинамики должен покинуть скопление галактик, но его удерживает нечто гораздо более массивное, чем видимое вещество, наполняющее скопление. Ученые называют это темной материей, потому что мы не можем ее никак наблюдать и не знаем, из чего она состоит.»Скопления галактик показывают места во Вселенной с максимальной концентрацией темной материи. Как она распределена, неизвестно. Нужны спектры ярчайших галактик в скоплениях, их красное смещение, расстояние, объемное распределение скоплений галактик во Вселенной. Теоретически они не должны быть равномерными, скорее ячеистыми. Возможно, именно темная материя гравитационно управляет видимым веществом, контролирует, где и когда скопление галактик сформируется», — поясняет Бикмаев.Согласно астрономическим наблюдениям и теоретическим расчетам, видимое вещество, то есть звезды, газ и пыль — это всего лишь несколько процентов массы Вселенной. Четверть приходится на темную материю, остальное, почти семьдесят процентов, принадлежит еще более таинственной субстанции — темной энергии. Ради разгадки этих тайн ученые продвигаются все дальше в пространстве-времени, к исходной точке, с которой все началось.

https://ria.ru/20201222/kosmos-1590212780.html

https://ria.ru/20170811/1500200764.html

https://ria.ru/20200714/1574350591.html

2021

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/04/17/1729657305_0:58:1281:1018_1920x0_80_0_0_c2aa63cde6856af172d654fca2c4e79a.jpg

астрономия, космос — риа наука, физика, солнце, черная дыра, вселенная, галактики, гравитация

Квазары или квазизвездные радиоисточники (от лат. квази — якобы, как будто) являются, по всей видимости, самыми яркими и самыми загадочными из всех объектов, наблюдаемых во Вселенной. Хотя о существовании квазаров известно уже около сорока лет, споры вокруг их истинной природы не утихают до сих пор. В настоящее время почти построена вполне правдоподобная теоретическая модель квазаров, завоевавшая признание подавляющего большинства астрофизиков. Однако существует и альтернативная теория, тоже весьма распространенная.

Что такое квазары?

Согласно одной точке зрения (ее придерживается большинство), квазары – это наиболее удаленные из известных в астрофизике объектов и наиболее сильные источники излучения. Согласно другой – они являются спутниками довольно обычных галактик. В любом случае квазары очень компактны (на фотографиях имеют вид светящихся точек и этим отличаются от галактик, изображения которых по форме напоминают размытые кляксы).

Большинство квазаров интенсивно излучает радиоволны. Но наряду с сильным радиоизлучением, они испускают еще и мощные потоки видимого, инфракрасного и рентгеновского излучения. Спектры видимого излучения квазаров характеризуются самым большим красным смещением из всех известных источников.

Если это красное смещение обусловлено расширением Вселенной (мнение большинства), то квазары должны быть самыми удаленными из известных объектов и наиболее мощными источниками фотонов. (В таком случае ближайший к нам квазар находится на расстоянии около 800 млн. световых лет, а самый далекий — на расстоянии почти в 16 млрд. световых лет!) Однако многие квазары наблюдаются на небе по соседству с пекулярными галактиками. Если квазары действительно как-то связаны с этими галактиками (вторая точка зрения), то они примерно в сто раз ближе, чем считается, и их необычное красное смещение представляет собой еще не разгаданную тайну.

Некоторые квазары обладают еще одним, быть может, самым загадочным свойством. Центральные радиоисточники (то есть компоненты, расположенные в центральной области, составляющей в диаметре несколько десятков световых лет) ряда квазаров расширяются или разлетаются на части со скоростью, явно превышающей скорость света.

Странные вещи

До недавнего времени считалось, что скорость света (с=299 792 458 м/с) является предельной скоростью распространения любых физических взаимодействий. И выше ее в природе не должно быть. Это вытекает из теории относительности Эйнштейна. Но оказалось, что скорость расширения радиоисточника ЗС 273 составляет около 3с. В радиоисточнике ЗС 120 скорость перемещения отдельных элементов радиоструктуры приближается к 3,7с. А у квазара ЗС 74 она достигает почти 8с! Большими значениями скоростей движения ученые еще не оперировали. Но если скорости действительно столь велики, то это следует считать нарушением одного из самых фундаментальных положений теории относительности, иначе говоря — основ современной физики. Вполне вероятно, что впечатление движения со сверхсветовыми скоростями обманчиво. И существует какое-то иное объяснение этого явления.

Многие астрофизики полагают, что колоссальная энергия квазаров – это гравитационная энергия, которая выделяется за счет катастрофического сжатия (коллапса), происходящего в ядре галактики. Существуют и другие гипотезы относительно этих загадочных объектов: кто-то видит в них остатки погибших галактик; другие же, напротив, считают, что квазары представляют собой объекты начального этапа эволюции галактик, либо что-нибудь совсем иное. Однако ни одна гипотеза, ни одно предположение пока что не дают удовлетворительного решения проблемы. Вселенная поставила перед пытливым умом человека, быть может, самую сложную из своих загадок. Ее решение когда-нибудь обязательно будет получено, и человек познает новые законы превращения материи.

Квазары — одни из ярчайших объектов в видимой Вселенной и не исключено, что они являются самыми мощными энергетическими источниками.

С момента их открытия в 60-х годах прошлого столетия было обнаружено свыше 7 000 квазаров, но ученые уверены, что в видимой части Вселенной находятся десятки миллионов аналогичных объектов, и имеющиеся технологии помогут их обнаружить.

Термин «квазар» (quasar) образован от двух слов quasi-stellar (похожий на звезду) и radiosource (радиоисточник), что дословно означает «радиоисточник, похожий на звезду». Однако, как известно теперь, есть и такие квазары, которые не демонстрируют особой активности в радиодиапазоне.

Существующая космологическая модель описывает квазар, как активное ядро галактики в котором находится сверхмассивная черная дыра с быстро увеличивающейся массой. Из-за растущей активности черной дыры, материя начинает вытягиваться в окружающее пространство, испуская мощное излучение. Как показывают наблюдения, мощность излучения квазара может быть в сотни раз выше суммарной мощности всех звезд Млечного Пути.

Смещение

Красное смещение — одно из самых удивительных свойств квазаров. Согласно эффекту Доплера, сдвиг спектральных линий в сторону красного цвета указывает на то, что объект отдаляется от наблюдателя на огромной скорости. Данную особенность впервые открыл голландский астроном Мартен Шмидт в 1963 году, и это ему позволило измерить расстояние от Земли до квазаров.

Расстояние

Если скорость удаления квазаров от Земли связать с расширением Вселенной (в этом мало кто сомневается), то исходя из закона Эдвина Хаббла, квазары в настоящее время должны быть на огромном расстоянии от нас.

Это находит подтверждение, так как расстояние до наиболее далеких квазаров составляет более 10 миллиардов световых лет, и удаление от наблюдателей с Земли осуществляется с околосветовой скоростью.

Некоторые наиболее далекие известные галактики находятся значительно ближе, чем квазары и удаляются от Земли с меньшей скоростью, которая в несколько раз меньше скорости движения квазаров. Это явление позволило доказать, что далекие объекты отдаляются быстрее, чем близлежащие.

Наблюдение

Увидеть квазар на ночном небе не получится, и для наблюдения потребуется обсерватория. Но как же так, если квазары являются одними из самых ярких объектов? Наблюдать квазары невооруженным глазом не выйдет из-за слишком большого расстояния.

Размер и продолжительность жизни

Из-за невероятной скорости движения яркость наблюдаемого квазара способна меняться за несколько дней. Однако имеющиеся данные, собранные за десятилетия наблюдений, позволяют сделать некоторые выводы. Известно, что квазары относительно компактные объекты и их размер может сопоставим с размерами Солнечной системы.

Продолжительность жизни квазаров составляет несколько миллионов лет, так как для поддержания такой яркости требуется огромное количество энергии. Когда запасы «топлива» подойдут к концу, то… трудно сказать, что будет дальше, так как смерть квазаров мы еще никогда не наблюдали.

Модель квазара

Главный источник энергии квазара — гравитационное поле сверхмассивной черной дыры, которая разрушает все, что приближается слишком близко.

Когда черная дыра разрывает крупные звезды, выделяется большое количество газа, формирующего аккреционный диск, который начинает стягиваться к центру дыры. Запредельное сжатие и быстрое вращение приводят к тому, что газ начинает разогреваться до огромных температур. Вещество аккреционного диска частично поглощается черной дырой, которая начинает расти. Другая часть вещества аккреционного диска «катапультируется» в виде потоков раскаленного газа и излучения.

По-прежнему квазары остаются малоизученными объектами, о происхождении которых есть множество гипотез. Почему появляются квазары? Что будет с квазаром в конце его жизненного цикла? Появится ли квазар в Млечном Пути? Точных ответов на эти вопросы нет.

Именно поэтому необходимо продолжать изучение квазаров и собирать всевозможные данные, чтобы делать объективные выводы и учиться прогнозировать будущее хотя бы в пределах нашей собственной галактики.

Читайте также: Просто о сложном: белая дыра.