Квазары

Квазары (от английского quasar, сокращенно от quasi-stellar radiosource – квазизвездный источник радиоизлучения) – космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров, имеющие колоссальные красные смещения линий в спектрах, что указывает на их большую отдаленность от Солнечной системы, достигающих несколько тысяч мегапарсек. В настоящее время установлено, что максимум 10 % квазаров соответствуют выше данному определению, остальные 90 % не излучают сильных радиоволн. Такие объекты получили название радиоспокойных квазаров.

Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик. Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. В 2005 году группа астрономов использовала в своем исследовании данные о 195 000 квазаров.

Основные характеристики

Квазары - сверхплотные компактные объекты. Масса его может составлять от сотни миллиардов до триллиона солнечных масс, а диаметр несколько световых недель или месяцев. Такой объект мог бы катастрофически сжиматься под действием тяготения, но поскольку полный момент количества движения здесь сохраняется, то сжатие сопровождается все убыстряющимся вращением объекта вокруг своей оси, в результате чего мощные центробежные силы препятствуют гравитационному коллапсу и превращению объекта в черную дыру.

Квазары – мощные источники излучения. Они излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. Самый яркий квазар, имеющий обозначение 3С 273, виден как звезда. В действительности этот квазар, находящийся от нас на расстоянии около 3 млрд. световых лет и излучающий больше энергии в оптическом диапазоне, чем самые яркие галактики. Светимость этого квазара в 5000 раз превосходит светимость галактики в Андромеде. Кроме того, этот квазар оказался одним из самых мощных источников рентгеновского излучения. Полагают, что источником излучения является аккреционный диск сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре галактики (приложение 10).

Было предположено, что квазары представляют собой ядра новых галактик, и стало быть процесс их образования продолжается и поныне.

Квазары – маяки Вселенной. Они видны с огромных расстояний, по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной.

Звезды

Звезды – главные космические объекты, в которых сосредоточено 90% вещества Вселенной. Важнейшей задачей астрономии является исследование их происхождения и эволюции, поиски ответа на вопрос: «Почему они распределены в просторах Вселенной неравномерно, а образуют системы разного вида, массы и размеров – скопления и галактики?»

Основные характеристики

Звезды – раскаленные вращающиеся шары, состоящие из водородной и гелиевой плазмы (рис.22). Средний химический состав наружных слоев звезды в химическом отношении выглядит примерно следующим образом: на 10 тысяч атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, 1 атом углерода, 0,3 атома железа.

Звезда – это небесное тело, в котором естественным образом происходили, происходят, и будут происходить реакции термоядерного синтеза.

Рис.22 Звезда Бетельгейзе

Таким образом, звезды – это небесные тела, испускающие энергию. Энергия звезд генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятки миллионов градусов, что сопровождается выделением особых частиц огромной проникающей способности – нейтрино.

Звезды источники света и жизни. Одной из характеристик звезды является ее светимость L. Светимость – это полное количество энергии, извлекаемое звездой в единицу времени. Светимость выражается в единицах светимости Солнца, которая равна 4 · 10³³эрг/с. По своей светимости звезды различаются в очень широких пределах. Есть звезды, светимость которых превосходит солнечную в десятки и сотни тысяч раз. Огромное количество звезд составляют карлики, светимость которых значительно меньше солнечной в тысячи раз.

Температура определяет цвет звезды и спектр. Если температура поверхностных слоев звезды – 3 – 4 тысячи градусов Кельвина, то ее цвет – красноватый (холодные звезды), 6-7 тысяч градусов – желтоватый (средняя температура), 10 – 12 тысяч градусов – белый и голубоватый (горячие звезды).

Звезду характеризует ее радиус. Существуют очень крупные звезды – красные гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце. Объем одной звезды из созвездия Цефея больше объема Солнца в 14 миллиардов раз. Такие звезды получили еще одно название «пузыри», т.к. они имеют очень низкую плотность, в миллионы раз меньше, чем плотность воздуха. Существуют звезды – карлики. По размеру они значительно уступают Солнцу. Известны карлики, которые меньше Земли и даже Луны. Вещество этих звезд обладает высокой плотностью, достигающей десятков и сотен тысяч граммов на см³.

Масса звезд меняется в сравнительно узких пределах. Очень мало звезд больше или меньше солнечной массы в 10 раз (масса Солнца – 2 · 10³³г).

Магнетизм звезд. Спектроскопическим методом было обнаружено наличие мощных магнитных полей в атмосферах некоторых звезд. Напряженность этих полей в отдельных случаях достигает 10 тысяч эрстед, т.е. в 20 тысяч раз больше, чем магнитное поле Земли. В солнечных пятнах напряженность магнитных полей достигает 3 – 4 тысяч эрстед.

Звезды движутся вокруг центра галактики по сложным орбитам. Могут быть звезды, у которых меняются блеск и спектр – переменные и нестационарные (молодые) звезды, а также звездные ассоциации, возраст которых не превышает 10 млн. лет. Звездные ассоциации могут иметь «рассеянную» или «шаровую» структуру. Рассеянные звездные скопления насчитывают несколько сотен отдельных звезд, шаровые скопления – многие сотни тысяч. Ассоциации звезд не являются неизменными и вечно существующими. Через определенное количество времени, исчисляемое миллионами лет, они рассеиваются силами галактического вращения.