Квазары

1. Квазары

КВАЗАРЫ

2. Квазары

КВАЗАРЫ
Квазары - класс наиболее
удивительных и загадочных
астрономических объектов; повидимому, это самые мощные
источники энергии во
Вселенной. С момента их
открытия в 1960 обнаружено
более 5000 квазаров, но еще
миллионы квазаров в принципе
доступны обнаружению
современными средствами.

3.

Название "квазар"
(quasar) - аббревиатура
употреблявшегося
ранее термина
"звездообразный
радиоисточник" (quasistellar radio source), хотя
теперь известно, что
многие квазары не
очень активны в
радиодиапазоне. В
оптическом диапазоне
большинство квазаров
похожи на звезды,
однако излучают и в
других диапазонах
спектра, иногда даже
больше, чем в
оптическом.

4. КваЗары

КВАЗАРЫ
• Квазары - самые яркие объекты во Вселенной.
• Механизм их появления состоит в следующем.
• На начальной стадии формирования
• Название квазар – обозначает "звездообразный
радиоисточник",
• галактики в её центральной области образуется
сверхмассивная чёрная дыра. Под влиянием
гравитации к нему устремляется вся материя
вокруг него. Это холодная пыль, газ и даже плазма
из сформировавшихся звёзд.

5. Квазары

КВАЗАРЫ
• В процессе стремительного падения по
спирали, вещество закручивается вокруг
черной дыры образуя аккреционный
диск. Скорость движения материи вокруг
чёрной дыры сопоставима со скоростью
света.
• Из- за сил трения вещество сильно
разогревается и возникает яркое
свечение, которое многократно
превышает яркость целой галактики.В
таком состоянии квазар является
действующим

6. Квазары

КВАЗАРЫ
• Квазар очищает пространство вокруг себя от
пыли и газа, лишая галактику материала для
формирования новых звёзд.
• В настоящее время известно около 200
действующих квазаров, которых можно
наблюдать с Земли. Самый близкий от нас
квазар находится на расстоянии 600 млн. св.лет
( ядро галактики UGG8058).

7.

8. Квазар

КВАЗАР
• Квазар – черная дыра
огромных масштабов (в
миллиарды раз массивнее
Солнца), которая поглощает
окружающее вещество. Квазар
окружает аккреционный диск,
который образовала чёрная
дыра. Но есть другая гипотеза,
судя по которой, квазары – это
молодые галактики в периоде
формирования.

9. Классификация квазар

КЛАССИФИКАЦИЯ КВАЗАР
• Квазары делятся на типы. Блазары, Квазаги и лацертиды.
Блазары – это класс очень ярких объектов, которые являются
активными галактическими ядрами с джетами. Квазаги очень
похожи на квазары, но без сильного радиоизлучения.
Лацертиды тоже похожи на квазары, но они отличаются
непрерывным спектром во всех диапазонах
электромагнитного излучения.

10. Квазары

КВАЗАРЫ
• У 10% наблюдаемых квазаров обнаружены
лучистые потоки. Они состоят из заряженных частиц
и имеют длину от сотен тыс. до 5 млн. световых лет.
Температура в них достигает триллионов градусов.

11. Квазары

КВАЗАРЫ
• Плазма из заряженных частиц, двигаясь вокруг чёрной
дыры, генерирует сильное магнитное поле. Все
заряженные частицы в окрестности начинают
двигаться по силовым линиям этого поля, которые
очень сильно скручены. В итоге они находят выход у
магнитных полюсов.

12. Квазары

КВАЗАРЫ
• Через эти лучистые струи выбрасываются огромные
массы материи на большие расстояния с очень
большими скоростями.
• Таким образом можно утверждать, что активный
квазар-это состояние сверхмассивной чёрной дыры
на определённом этапе её формирования, когда в
доступной области от неё есть достаточное
количество материи для интенсивного поглощения.

13. квазары

КВАЗАРЫ
• У близких квазаров в
оптическом диапазоне с
трудом удается различить
некоторую структуру, а в
радиодиапазоне многие
квазары имеют хорошо
развитую структуру, которая
простирается далеко за
пределы оптического
изображения.

14. Квазары

КВАЗАРЫ
• Самое удивительное свойство
квазаров – значительное
смещение линий в их спектрах
у красного конца,

15. Квазар

КВАЗАР
• Квазар получает свою энергию за счёт гравитационного поля
массивной черной дыры. Благодаря своему притяжению
черная дыра разрушает пролетающие мимо звезды а,
возможно, и целые галактики. Появившийся при этом
процессе газ формируется в диск, окружающий черную дыру
и со временем стягивается к ней. Из-за сжатия и быстрого
вращения центральной части диска, он разогревается и даёт
достаточно мощное излучение. Вещество диска отчасти
«впитывается» черной дырой, увеличивая при этом ее массу,
и частично покидает квазар в виде узко направленных
потоков газа и космических лучей.

16.

17. Красное смещение

КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
Самое поразительное свойство
квазаров - большое смещение
линий в их спектрах к красному
концу, указывающее, в соответствии
с законом Доплера, на огромную
скорость, с которой они от нас
удаляются. Первым это обнаружил в
1963 М.Шмидт из Обсерватории
им.Хейла (США), который понял, что
необычные линии в спектрах
квазаров - это давно известные
атомные линии, сильно изменившие
свое положение за счет
доплеровского сдвига.

18. Расстояние

РАССТОЯНИЕ
Если считать, что большая скорость удаления
квазаров связана с общим космологическим
расширением Вселенной, а в этом сейчас
практически никто не сомневается, то, согласно
закону Хаббла, они находятся на огромном
расстоянии от нашей Галактики. Расстояние до
самых далеких квазаров около 10 млрд. св. лет;
они удаляются от нас со скоростью, близкой к
скорости света, а длина волны линий в их
спектрах увеличена в 5-6 раз. Наиболее далекие
из наблюдаемых галактик в несколько раз ближе,
и скорость их удаления соответственно в
несколько раз меньше.

19. Яркость

ЯРКОСТЬ
Квазары - очень слабые небесные
объекты: среди них нет ни одного
ярче 12-й звездной величины.
Невооруженному глазу они
недоступны, для их наблюдения
требуются крупные телескопы.
Дело не в том, что квазары
излучают мало света, просто они
находятся очень далеко. На самом
деле средний квазар светит в
несколько десятков и сотен раз
сильнее крупной галактики,
содержащей многие миллиарды
звезд.

20.

21. Размер

РАЗМЕР
Из того факта, что яркость квазара может
заметно измениться всего за
несколько дней, астрономы заключили,
что это очень компактные объекты, по
размеру сравнимые с Солнечной
системой. При этом активность квазара
продолжается довольно долго, по
крайней мере несколько миллионов
лет, и требует для поддержания
высокой светимости затраты большой
массы вещества - многих миллионов
солнечных масс. Таким образом,
квазары - это очень массивные и
компактные объекты, которые, как
показали наблюдения ближайших из
них, располагаются в ядрах крупных
галактик.

22. Состав

СОСТАВ
Обычно излучение квазаров является
столь мощным, что затмевает собой
окружающую галактику. Кроме
оптического, инфракрасного,
ультрафиолетового и рентгеновского
излучения они рождают потоки быстрых
элементарных частиц - космических
лучей, которые, распространяясь в
магнитных полях, создают
радиоизлучение квазара. Потоки
космических лучей обычно покидают
квазар в виде двух противоположно
направленных струй, создавая два
"радиооблака" по разные стороны от
квазара.

23.

Модель квазара, позволяющая
объяснить его наблюдаемые
свойства, такова: вокруг
массивного компактного
объекта (вероятно, черной
дыры) вращается газовый
диск. Его центральная горячая
часть является источником
электромагнитного излучения
и быстрых космических
частиц, которые могут
вылетать только вдоль оси
диска и поэтому формируют
два противоположно
направленных потока.

24. Источник энергии

ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
Эта модель квазара, хотя и не единственная, наиболее популярна в
настоящее время. В ней главным источником энергии квазара
служит гравитационное поле массивной черной дыры. Своим
притяжением черная дыра разрушает пролетающие мимо звезды
галактического ядра. Образовавшийся при этом газ образует диск,
окружающий черную дыру и постепенно стягивающийся к ней.
Сжатие и быстрое вращение центральной части диска приводит к
ее разогреву и мощному излучению.
Вещество диска частично поглощается черной дырой, увеличивая при
этом ее массу, и частично покидает квазар в виде узко
направленных потоков газа и космических лучей. Эта модель
квазара разрабатывается все более детально, но пока не может
объяснить всех наблюдаемых свойств. По-прежнему загадочными
остаются происхождение и эволюция квазаров. В ядрах некоторых
близких к Земле галактик наблюдаются проявления активности,
напоминающие квазары в меньших масштабах.

25.

Например, из ядра эллиптической галактики
Кентавр А вырываются два потока быстрых
частиц, порождающие гигантские
радиооблака по обе стороны от нее.
Возможно, в ядре этой галактики находится
"мини-квазар". Изучая такие близкие
объекты, астрономы надеются разрешить
загадку квазаров.

26.

27.

28. Квазары

КВАЗАРЫ
Квазары – ядра далеких галактик на стадии необычно
высокой активности, когда их излучение столь велико, что
«забивает» излучение самой галактики. До сих пор
непонятно, как формируются активные ядра галактик.
Почему в одних галактиках основная энергия ядра
выделяется в форме оптического и инфракрасного
излучения, в других – в форме радиоволн и потоков
релятивистских частиц (в этом случае галактика называется
радиогалактикой), а в третьих, внешне таких же галактиках,
активность ядра остается очень слабой (к последним
относится и наша Галактика).