Cuásares, estallidos de rayos gamma y cúmulos de galaxias: como se estudian los objetos cósmicos más distantes

Quásares

El primer cuásar, el 3C 48, fue descubierto a finales de los años cincuenta por Allan Sandage y Thomas Matthews durante

estudio por radio del cielo. En 1963 ya se conocían 5 quásares. El nuevo tipo de objetos tenía algunas propiedades anómalas que no podían explicarse en aquel momento.

Emitieron grandes cantidades de radiación.de amplio espectro, pero la mayoría de ellos no fueron detectados ópticamente, aunque en algunos casos fue posible identificar un objeto débil y puntiagudo similar a una estrella distante.

Líneas espectrales que identificanlos elementos químicos que componen el objeto también eran extremadamente extraños y no se prestaban a descomponerse en los espectros de todos los elementos conocidos en ese momento y sus diversos estados ionizados.

Los cuásares más distantes, debido a su gigantesca luminosidad, que excede en cientos de veces la luminosidad de las galaxias ordinarias, se registran con radiotelescopios a una distancia de más de 12 mil millones de luces. años.

El quásar de rayos X más distante descubiertoSRG y confirmado por científicos de KFU, está en z = 4.23. Recientemente se publicó un artículo sobre el estudio del primer grupo de cuásares distantes SRH en el telescopio RTT-150 en la principal publicación científica “Letters to an Astronomical Journal”.

Hasta el momento no se han descubierto más de mil quásares distantes.El último, J0313-1806, fue descubierto con un desplazamiento al rojo de 7,6. Hace varios años, según varias encuestas importantes, fue incluido en la lista de candidatos. Y ahora se ha confirmado.

Masa: 1.6 mil millones de energía solar.La luz nos llegó durante 13.100 millones de años. Esto significa que obtuvimos una instantánea de un objeto que existió solo 670 millones de años después del Big Bang. Resulta que este también es el cuásar más joven que conocemos. Se ha observado formación estelar activa en su galaxia natal.

Estallidos de rayos gamma

De la naturaleza cosmológica de los estallidos de rayos gamma se desprende claramente que deben tener una energía enorme. Además, esta energía se libera en muy poco tiempo.

La presencia de chorros relativistas significa que vemos una pequeña fracción de todas las explosiones que ocurren en el Universo. Se estima que su frecuencia es del orden de una ráfaga por galaxia cada 100.000 años.

Los eventos que generan estallidos de rayos gamma son tan poderosos que a veces se pueden observar a simple vista, aunque ocurren a miles de millones de años luz de la Tierra.

El mecanismo por el cual, en tan poco tiempoTodavía no está del todo claro cuánta energía se libera en un volumen pequeño. Lo más probable es que sea diferente en el caso de explosiones cortas y largas de rayos gamma. Hoy en día, existen dos subtipos principales de HS:largoYcorto, teniendo diferencias significativas en espectros y manifestaciones observacionales.

Por ejemplo, los GRB largos a veces van acompañados de una explosión de supernova, mientras que los cortos nunca. También hay dos modelos principales para explicar estos dos tipos de cataclismos.

Estos eventos tienen lugar en galaxias distantes encorrimiento al rojo de dos a cuatro o más. Se libera una cantidad colosal de energía en cien segundos. Según la hipótesis de trabajo, se trata de estallidos de estrellas hipernovas con una masa de mil o más estrellas solares. No hay estrellas tan masivas en nuestra galaxia. Los estallidos de estrellas más pequeñas, de 10 a 30 masas solares, se denominan supernovas. A lo largo de mil años de historia humana, las explosiones de supernovas se han producido en nuestra Galaxia solo unas pocas veces. Y los telescopios en órbita modernos registran explosiones de rayos gamma casi todos los días. También observamos el resplandor óptico de estos eventos durante unos diez años utilizando el telescopio RTT-150 y publicamos alrededor de un centenar de telegramas astronómicos junto con científicos rusos del IKI RAS y colegas turcos.

Ilfan Bikmaev, profesor de la Universidad Federal de Kazán

Cúmulo de galaxias

Información interesante sobre el gas intergaláctico enLos cúmulos de galaxias produjeron observaciones de radio en el rango de longitud de onda del metro. Mostraron la presencia de fuentes de radio de forma irregular en cúmulos de galaxias, con una “cabeza” compacta y una “cola” larga.

Estos datos son fáciles de interpretar siSupongamos que la fuente de radio, una nube de electrones relativistas emitidos por el mecanismo sincrotrón en un campo magnético, se mueve en relación con el gas intergaláctico.

La presencia de velocidad lleva al hecho de que el frontalLa presión comprime la fuente de radio en un lado (la "cabeza"), y una disminución de la presión en el otro lado conduce a la formación de una "cola" extendida. En la parte central de las galaxias ricas en luz se encuentran a menudo poderosas radiogalaxias, cuya radiación es especialmente intensa en el rango de longitudes de onda de los metros.

En el rango de centímetros, la radiación de las radiogalaxias es muy débil. Aquí, sin embargo, puede manifestarse la emisión de fuentes de radio compactas en los núcleos de las galaxias.

Hay gas en el cúmulo entre galaxias.calentado de uno a dos millones de grados. Emite rayos X y está disponible para observación por Spectrom-RG. Aún se desconoce de dónde proviene este gas. Quizás proviene de las galaxias cuando las supernovas estallan allí, lo que se confirma con las líneas de hierro en el espectro de rayos X del gas intergaláctico. Este elemento pesado se acumula durante mucho tiempo en las entrañas de las estrellas.

Ilfan Bikmaev, profesor de la Universidad Federal de Kazán

Según observaciones astronómicas ySegún cálculos teóricos, la materia visible, es decir, las estrellas, el gas y el polvo, constituye sólo un pequeño porcentaje de la masa del Universo. Una cuarta parte es materia oscura, el resto, casi el setenta por ciento, pertenece a una sustancia aún más misteriosa: la energía oscura.

En aras de resolver estos misterios, los científicos avanzan cada vez más en el espacio-tiempo, hasta el punto de partida desde el que comenzó todo.

La galaxia más distante

Los científicos han descubierto la galaxia GN-z11:se trata del objeto más distante del espacio. Como muestra el descubrimiento, las modernas técnicas de observación permiten registrar de forma fiable las líneas espectrales incluso de elementos tan raros en el espacio como el oxígeno y el carbono en una galaxia excepcionalmente temprana.

Esto es importante porque, considerando talesRegistramos objetos distantes, nos sumergimos en el pasado lejano del Universo y lo vemos como era en su juventud. Entonces, en el caso de GN-z11, estamos observando luz de nuestro Universo cuando tenía 420 millones de años, es decir, menos del 5% de su edad actual.

Resultó que ya en esta era tempranahabía galaxias jóvenes, pero bastante masivas, formadas por varios millones de estrellas. La tarea de encontrar galaxias aún más jóvenes (y, si tienes suerte, las más jóvenes del Universo) recaerá sobre los hombros del telescopio James Webb, del que hablaremos más adelante.

¿Cómo se estudian los objetos más distantes?

  • REPICAR

En 2020, el canadienseEl radiotelescopio CHIME, que junto con el radiotelescopio estadounidense STARE2, ha determinado el origen exacto de la explosión FRB 200428: proviene del ya conocido magnetar situado en nuestra Vía Láctea.

Este descubrimiento permitirá no solo estudiar mejorla estructura de este asombroso subgrupo de estrellas de neutrones, sino también para encontrar magnetares que aún no se han descubierto; hoy en día, los astrónomos solo conocen alrededor de 30 de esos objetos.

  • Espectro-RG

Lanzado a mediados de 2019, el buque insigniaEl observatorio de astronomía ruso y alemán Spektr-RG completó el primero a mediados de junio y el segundo estudio del cielo en el rango de rayos X duros a mediados de diciembre.

Los datos de cada nueva encuesta se agregan aanterior y le permiten ver objetos cada vez más tenues. En total, desde su lanzamiento, el observatorio ha descubierto más de mil nuevas fuentes de radiación de rayos X, casi duplicando su número total.

  • Voyager 2

En 1977 realizó un viaje al extranjero.Planetas del sistema solar. La Voyager 2, también conocida como Mariner 12. La nave espacial exploró 4 planetas y se convirtió en el único dispositivo humano que visitó Neptuno y Urano; desde entonces nadie ha podido llegar a estos planetas.

No se dirige a ninguna estrella en particular, pero debería volar a unos 4 años luz de Sirio.

  • Nuevos horizontes

New Horizons es la única nave espacial remota lanzada en 2006, orbitando Plutón en 2015 y MU69 a principios de 2019.

Actualmente (febrero de 2021.) es de aproximadamente 50 AU. desde la Tierra. La nave espacial New Horizons abandonó el campo gravitacional de la Tierra a la velocidad más alta de la historia y también se convirtió en el cuerpo artificial que se mueve más rápido alrededor de la Tierra.

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