Квазары во вселенной, раздел астрофизика (астрономия)

Название квазар происходит от выражения "квазизвездный", что означает звездообразный. Это связано с тем, что квазары были впервые обнаружены по большому количеству радиоволнового излучения. Когда эти объекты наблюдались, они выглядели как слабые, похожие на звезды точки. Однако у этих объектов, казалось, было очень большое красное смещение по сравнению со звездами, что указывает на то, что они были не звездами, а чем-то совершенно другим.

Что такое квазар?
Считалось, что квазар является звездой, поскольку было зафиксировано, что он излучает очень большое количество излучения на звездных уровнях. Однако стандартные характеристики, указывающие на наличие звезды, такие как отложения водорода, отсутствовали.

Затем были изучены далекие квазары в далеких галактиках. Частицы мусора и газа на орбите вокруг черных дыр сталкивались друг с другом, перегреваясь из-за трения и ускоряясь до очень высоких скоростей из-за огромных гравитационных полей. Когда материя попадает в сверхмассивные черные дыры, она выделяет огромное количество энергии. Эта энергия известна как квазар (показано ниже).

Что такое красное смещение квазаров?
Когда наблюдается свет от объектов во Вселенной, он может указывать на несколько особенностей. Свет каждого объекта имеет определенный диапазон электромагнитного спектра. Красное смещение - это когда спектр смещен к красному концу спектра, где длины волн больше. В соответствии с эффектом Доплера длина волны сокращается в направлении движения. В этом случае длина волны увеличивается. В случае квазаров это дополнительно указывает на то, что объект удаляется от наблюдателя (на Земле). Фактически, чем дальше объект, тем быстрее он движется.

Квазары были обнаружены с резким красным смещением, что означает, что они двигались очень быстро.Это означает, что они должны находиться на самом краю расширяющейся вселенной, удаляющейся от нас, что объясняет сдвиг в длине волны.

Красное смещение - это растянутый вид света, когда объект удаляется от наблюдателя. Длина волны света, по-видимому, увеличивается, в то время как частота волны кажется меньше. Следовательно, волна, по-видимому, ближе к красному концу электромагнитного спектра.

Когда происходит обратное и объекты движутся к наблюдателю, длина волны световой волны уменьшается, а соответствующая частота, по-видимому, увеличивается. Следовательно, волна кажется ближе к синему концу спектра, и говорят, что свет смещен в синий цвет.

Создание квазара
Квазар создается в результате взаимодействия материи вокруг сверхмассивных черных дыр. Сверхмассивные черные дыры образуются, когда масса звезды сжимается настолько, что она вписывается в радиус Шварцшильда или гравитационный радиус. Это минимальный радиус, при котором гравитационное притяжение между частицами звезды приводит к ее коллапсу. Масса сжимается в очень маленькое пространство, которое необратимо искривляет пространство-время, так что даже свет не может вырваться.

Внутри радиуса Шварцшильда частицам необходимо было бы превысить скорость света, чтобы избежать гравитационного притяжения сверхмассивной черной дыры. Вне этого радиуса находится диаметр черной дыры, также называемый горизонтом событий.

Обломки газов и частиц вокруг черной дыры в аккреционном диске притягиваются очень большими гравитационными силами, заставляя их ускоряться со скоростями, близкими к скорости света, и сталкиваться друг с другом, выделяя огромное количество энергии.

Энергия, излучаемая аккреционным диском, известна как квазар.Это в форме электромагнитного излучения, которое распространяется со скоростью света. Поскольку излучаемая энергия находится вокруг горизонта событий, она действительно может вырваться и быть обнаружена.

Как обнаруживаются квазары?
Этот свет, испускаемый квазаром, очень яркий. Иногда поток струи также испускается из центра квазара в форме радиоволн, которые затем могут быть обнаружены с помощью радиотелескопов или других телескопов. Однако излучение струи активно только тогда, когда в аккреционном диске есть вещество.

Когда вещество вокруг аккреционного диска поглощается, квазар будет неактивным, что делает их очень слабыми. Их может быть очень трудно обнаружить, когда они становятся неактивными. На сегодняшний день известны сотни тысяч квазаров. Самым старым неоновым квазаром, известным на сегодняшний день, является P172 +18; ему 780 миллионов лет, что дает представление о самых ранних стадиях развития Вселенной.

Отношение квазаров к размеру черной дыры
Квазары могут образовываться только при наличии сверхмассивных черных дыр. Чем больше размер черной дыры, тем больше гравитационное поле будет вокруг черной дыры. Следовательно, столкновения материи будут сильнее и сильнее, что приведет к появлению квазаров.

Размеры черной дыры и квазаров указывают на их возраст, поскольку сверхмассивные черные дыры могут существовать только в отдаленных областях Вселенной, поскольку они, должно быть, существовали и поглощали материю в течение длительного времени.

Квазары - ключевые выводы

Красное смещение - это явление, при котором свет смещается к красному концу электромагнитного спектра, указывая на то, что объект удаляется от наблюдателя.

Квазары обнаруживаются с помощью радиотелескопов, регистрирующих радиоволны, испускаемые струями квазаров.