Kvasary, záblesky gama záření a shluky galaxií: jak jsou studovány nejvzdálenější kosmické objekty

Kvasary

První kvasar, 3C 48, objevili na konci 50. let Allan Sandage a Thomas Matthews během

rádiový průzkum oblohy. V roce 1963 bylo známo již 5 kvasarů. Nový typ objektů měl některé anomální vlastnosti, které v té době nebylo možné vysvětlit.

Vyzařovaly velké množství zářeníširoké spektrum, ale většina z nich nebyla opticky detekována, i když v některých případech bylo možné identifikovat slabý a bodový objekt podobný vzdálené hvězdě.

Spektrální čáry, které identifikujíchemické prvky, které tvoří předmět, byly také mimořádně podivné a nepodléhaly rozkladu na spektra všech v té době známých prvků a jejich různých ionizovaných stavů.

Nejvzdálenější kvasary jsou díky své gigantické svítivosti stokrát překračující svítivost běžných galaxií zaznamenány pomocí radioteleskopů na vzdálenost více než 12 miliard světel. let.

Objevil se nejvzdálenější rentgenový kvasarSRG a potvrzeno vědci z KFU, je na z = 4,23. Článek o studii první skupiny vzdálených kvasarů SRH na dalekohledu RTT-150 byl nedávno publikován v přední vědecké publikaci „Letters to an Astronomical Journal“.

Dosud nebylo objeveno více než tisíc vzdálených kvasarů.Poslední, J0313-1806, byl objeven v rudém posuvu 7.6. Před několika lety byl zařazen na kandidátní listinu - podle několika velkých průzkumů. A nyní se to potvrdilo.

Hmotnost - 1,6 miliardy sluneční energie.Světlo z něj k nám proniklo 13,1 miliardy let. To znamená, že jsme dostali snímek objektu, který existoval jen 670 milionů let po Velkém třesku. Ukazuje se, že je to také nejmladší kvazar, který nám je znám. V jeho domovské galaxii byl pozorován aktivní vznik hvězd.

Gama záblesky

Z kosmologické povahy gama záblesků je zřejmé, že musí mít obrovskou energii. Navíc se tato energie uvolňuje ve velmi krátkém čase.

Přítomnost relativistických proudů znamená, že vidíme malý zlomek všech výbuchů vyskytujících se ve vesmíru. Jejich frekvence se odhaduje na řádově jeden výbuch na galaxii každých 100 000 let.

Události, které generují záblesky gama záření, jsou tak silné, že je lze někdy pozorovat pouhým okem, i když se odehrávají miliardy světelných let od Země.

Mechanismus, jehož výsledkem je v tak krátkém časeStále není zcela jasné, kolik energie se uvolní v malém objemu. S největší pravděpodobností je tomu jinak v případě krátkých a dlouhých gama záblesků. Dnes existují dva hlavní podtypy HS:dlouhoAkrátkýs výraznými rozdíly ve spektrech a pozorovacích projevech.

Například dlouhé GRB jsou někdy doprovázeny výbuchem supernovy, zatímco krátké nikdy. K vysvětlení těchto dvou typů kataklyzmat existují také dva hlavní modely.

Tyto události se odehrávají ve vzdálených galaxiích dnerudý posuv ze dvou na čtyři nebo více. Kolosální množství energie se uvolní za sto sekund. Podle pracovní hypotézy se jedná o výbuchy hvězd hypernova s ​​hmotností tisíce a více slunečních hvězd. V naší Galaxii nejsou žádné takové hmotné hvězdy. Výbuchy menších hvězd, 10–30 hmotností Slunce, se nazývají supernovy. Za tisíc let lidské historie došlo k výbuchům supernov v naší Galaxii jen několikrát. A moderní obíhající dalekohledy registrují záblesky gama záření téměř každý den. Také jsme pozorovali optický dosvit těchto událostí po dobu asi deseti let pomocí dalekohledu RTT-150 a publikovali jsme zhruba stovku astronomických telegramů společně s ruskými vědci z IKI RAS a tureckými kolegy.

Ilfan Bikmaev, profesor Kazaňské federální univerzity

Shluk galaxií

Zajímavé informace o mezigalaktickém plynu vkupy galaxií přinesly rádiová pozorování v rozsahu vlnových délek metrů. Ukázaly přítomnost nepravidelně tvarovaných rádiových zdrojů v kupách galaxií s kompaktní „hlavou“ a dlouhým „ocasem“.

Tyto údaje lze snadno interpretovat, pokudpředpokládejme, že rádiový zdroj, oblak relativistických elektronů emitovaných synchrotronovým mechanismem v magnetickém poli, se pohybuje vzhledem k mezigalaktickému plynu.

Přítomnost rychlosti vede k tomu, že čelnítlak stlačuje zdroj rádia na jedné straně („hlava“) a pokles tlaku na druhé straně vede k vytvoření prodlouženého „ocasu“. V centrální části bohatých světelných galaxií se často nacházejí výkonné rádiové galaxie, jejichž záření je obzvláště intenzivní v rozsahu metrových vlnových délek.

V rozsahu centimetrů je záření rádiových galaxií velmi slabé. Zde se však může projevit emise kompaktních rádiových zdrojů v jádrech galaxií.

V kupě mezi galaxiemi je plynzahřát na jeden až dva miliony stupňů. Vyzařuje v rentgenovém záření a je k dispozici pro pozorování pomocí Spectrom-RG. Odkud tento plyn pochází, není dosud známo. Možná to pochází z galaxií, když tam vybuchly supernovy, což potvrzují železné linie v rentgenovém spektru mezigalaktického plynu. Tento těžký prvek se hromadí po dlouhou dobu v útrobách hvězd.

Ilfan Bikmaev, profesor Kazaňské federální univerzity

Podle astronomických pozorování aPodle teoretických výpočtů tvoří viditelná hmota, tedy hvězdy, plyn a prach, jen několik procent hmotnosti vesmíru. Čtvrtinu tvoří temná hmota, zbytek, téměř sedmdesát procent, patří ještě záhadnější látce – temné energii.

V zájmu vyřešení těchto záhad se vědci pohybují v časoprostoru stále dále a dál, do výchozího bodu, z něhož to všechno začalo.

Nejvzdálenější galaxie

Vědci objevili galaxii GN-z11:jde o nejvzdálenější objekt ve vesmíru. Jak objev ukazuje, moderní pozorovací techniky umožňují spolehlivě zaznamenat spektrální čáry sudých prvků tak vzácných ve vesmíru, jako je kyslík a uhlík, ve výjimečně rané galaxii.

To je důležité, protože s ohledem na takovézaznamenáváme vzdálené objekty, ponoříme se do vzdálené minulosti vesmíru a vidíme jej takový, jaký byl v raném mládí. V případě GN-z11 tedy pozorujeme světlo z našeho Vesmíru, když bylo staré 420 milionů let – tedy méně než 5 % jeho současného stáří. 

Ukázalo se, že již v této rané éřebyly tam mladé, ale spíše masivní galaxie, skládající se z několika milionů hvězd. Úkol najít ještě mladší (a pokud budete mít štěstí, nejmladší ve vesmíru) galaxie spadne na ramena dalekohledu Jamese Webba, o kterém si ještě promluvíme.

Jak jsou studovány nejvzdálenější objekty?

  • ROZEZNÍT

V roce 2020 KanaďanRadioteleskop CHIME, který spolu s americkým radioteleskopem STARE2 stanovil přesný původ vzplanutí FRB 200428 - pochází z již známého magnetaru, který se nachází v naší Mléčné dráze.

Tento objev umožní nejen lepší studiumstrukturu této úžasné podskupiny neutronových hvězd, ale také k nalezení magnetarů, které dosud nebyly objeveny - dnes astronomové znají jen asi 30 takových objektů.

  • Spectrum-RG

Spuštěna v polovině roku 2019, vlajková loďObservatoř ruské a německé astronomie Spektr-RG dokončila první v polovině června, druhý průzkum oblohy v oblasti tvrdého rentgenového záření v polovině prosince.

Data pro každý nový průzkum jsou přidána dopředchozí a umožní vám vidět stále tmavší objekty. Od svého spuštění objevila observatoř celkem více než tisíc nových zdrojů rentgenového záření, což téměř zdvojnásobilo jejich celkový počet.

  • Voyager 2

V roce 1977 odjel na zahraniční cestuplanet sluneční soustavy. Voyager 2, také známý jako Mariner 12. Sonda prozkoumala 4 planety a stala se jediným lidským zařízením, které navštívilo Neptun a Uran – od té doby se na tyto planety nikdo nedostal.

Nesměřuje k žádné konkrétní hvězdě, ale měl by letět asi 4 světelné roky od Siriuse.

  • Nové obzory

New Horizons je jediná vzdálená kosmická loď vypuštěná v roce 2006, obíhající kolem Pluta v roce 2015 a MU69 na začátku roku 2019.

Aktuálně (únor 2021.) je přibližně 50 AU. ze Země. Kosmická loď New Horizons opustila gravitační pole Země nejvyšší historickou rychlostí a stala se také nejrychleji se pohybujícím umělým tělesem kolem Země.

Přečtěte si více:

Přirozená rádiová emise nalezená v atmosféře Venuše

Vědci ukázali, jak černá díra trhá hvězdu

Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?