Quasars, gammaflitsen en clusters van sterrenstelsels: hoe de verste kosmische objecten worden bestudeerd

quasars

De eerste quasar, 3C 48, werd eind jaren vijftig ontdekt door Allan Sandage en Thomas Matthews tijdens

radioonderzoek van de hemel. In 1963 waren er al 5 quasars bekend. Het nieuwe type objecten had enkele afwijkende eigenschappen die op dat moment niet konden worden verklaard.

Ze zonden grote hoeveelheden straling uitbreed spectrum, maar de meeste werden niet optisch gedetecteerd, hoewel het in sommige gevallen mogelijk was een zwak en puntachtig object te identificeren dat op een verre ster leek.

Spectraallijnen die identificerende chemische elementen waaruit het object bestaat waren ook buitengewoon vreemd en leenden zich niet voor ontbinding in de spectra van alle elementen die op dat moment bekend waren en hun verschillende geïoniseerde toestanden.

De verste quasars, vanwege hun gigantische helderheid, die honderden keren de helderheid van gewone sterrenstelsels overtreft, worden opgenomen met radiotelescopen op een afstand van meer dan 12 miljard verlichtingen. jaar oud.

De verst verwijderde röntgenquasar ontdektSRG en bevestigd door wetenschappers van KFU, is op z = 4,23. Een artikel over de studie van de eerste groep verre quasars SRH op de RTT-150-telescoop is onlangs gepubliceerd in de toonaangevende wetenschappelijke publicatie "Letters to an Astronomical Journal".

Tot nu toe zijn er niet meer dan duizend verre quasars ontdekt.De laatste, J0313-1806, werd ontdekt met een roodverschuiving van 7,6. Enkele jaren geleden werd hij volgens verschillende grote onderzoeken opgenomen in de kandidatenlijst. En nu is het bevestigd.

Massa - 1,6 miljard zonne-energie.Het licht ervan ging 13,1 miljard jaar naar ons toe. Dit betekent dat we een momentopname hebben gemaakt van een object dat slechts 670 miljoen jaar na de oerknal bestond. Het blijkt dat dit ook de jongste quasar is die we kennen. In zijn eigen sterrenstelsel is actieve stervorming waargenomen.

Gammastraaluitbarstingen

Uit de kosmologische aard van gammaflitsen blijkt duidelijk dat ze een enorme energie moeten hebben. Bovendien komt deze energie in zeer korte tijd vrij.

De aanwezigheid van relativistische jets betekent dat we een klein deel van alle uitbarstingen in het heelal zien plaatsvinden. Hun frequentie wordt geschat op in de orde van grootte van één uitbarsting per melkwegstelsel om de 100.000 jaar.

De gebeurtenissen die gammaflitsen veroorzaken, zijn zo krachtig dat ze soms met het blote oog kunnen worden waargenomen, ook al vinden ze miljarden lichtjaren van de aarde plaats.

Het mechanisme waardoor, in zo'n korte tijdHet is nog steeds niet helemaal duidelijk hoeveel energie er in een klein volume vrijkomt. Het is zeer waarschijnlijk dat dit bij korte en lange gammaflitsen anders is. Tegenwoordig zijn er twee belangrijke subtypes van HS:langEnkort, met significante verschillen in spectra en observationele manifestaties.

Lange GRB's gaan bijvoorbeeld soms gepaard met een supernova-explosie, terwijl korte nooit. Er zijn ook twee hoofdmodellen om deze twee soorten rampen te verklaren.

Deze gebeurtenissen vinden plaats in verre sterrenstelsels oproodverschuiving van twee naar vier of meer. In honderd seconden komt een kolossale hoeveelheid energie vrij. Volgens de werkhypothese zijn dit uitbarstingen van hypernovasterren met een massa van duizend of meer zonnesterren. Er zijn niet zulke massieve sterren in onze Melkweg. Uitbarstingen van kleinere sterren, 10-30 zonsmassa's, worden supernova's genoemd. Meer dan duizend jaar menselijke geschiedenis hebben supernova-explosies slechts een paar keer plaatsgevonden in onze Melkweg. En moderne telescopen in een baan om de aarde registreren bijna elke dag gammaflitsen. We observeerden ook de optische nagloeiing van deze gebeurtenissen gedurende ongeveer tien jaar met behulp van de RTT-150-telescoop en publiceerden ongeveer honderd astronomische telegrammen samen met Russische wetenschappers van de IKI RAS en Turkse collega's.

Ilfan Bikmaev, professor aan de Federale Universiteit van Kazan

Cluster van sterrenstelsels

Interessante informatie over intergalactisch gas inclusters van sterrenstelsels leverden radiowaarnemingen op in het metergolflengtebereik. Ze toonden de aanwezigheid aan van onregelmatig gevormde radiobronnen in clusters van sterrenstelsels, met een compacte ‘kop’ en een lange ‘staart’.

Deze gegevens zijn gemakkelijk te interpreteren alsneem aan dat de radiobron, een wolk van relativistische elektronen die door het synchrotronmechanisme in een magnetisch veld wordt uitgezonden, beweegt ten opzichte van het intergalactische gas.

De aanwezigheid van snelheid leidt tot het feit dat de frontaledruk comprimeert de radiobron aan de ene kant (de “kop”), en een afname van de druk aan de andere kant leidt tot de vorming van een verlengde “staart”. In het centrale deel van sterrenstelsels met veel licht bevinden zich vaak krachtige radiostelsels, waarvan de straling vooral intens is in het metergolflengtebereik.

In het centimeterbereik is de straling van radiosterrenstelsels erg zwak. Hier kan echter de emissie van compacte radiobronnen in de kernen van sterrenstelsels zich manifesteren.

Er is gas in de cluster tussen sterrenstelselsopgewarmd tot een tot twee miljoen graden. Het straalt röntgenstraling uit en is beschikbaar voor observatie door Spectrom-RG. Waar dit gas vandaan komt is nog onbekend. Misschien komt het van sterrenstelsels wanneer daar supernova's uitbreken, wat wordt bevestigd door ijzeren lijnen in het röntgenspectrum van intergalactisch gas. Dit zware element hoopt zich lange tijd op in de ingewanden van de sterren.

Ilfan Bikmaev, professor aan de Federale Universiteit van Kazan

Volgens astronomische waarnemingen enVolgens theoretische berekeningen vormt zichtbare materie, dat wil zeggen sterren, gas en stof, slechts een paar procent van de massa van het heelal. Een kwart bestaat uit donkere materie, de rest, bijna zeventig procent, behoort tot een nog mysterieuzere substantie: donkere energie.

Om deze mysteries op te lossen, gaan wetenschappers steeds verder in de ruimte-tijd, naar het startpunt van waaruit het allemaal begon.

Het verste sterrenstelsel

Wetenschappers hebben het sterrenstelsel GN-z11 ontdekt:dit is het meest verre object in de ruimte. Zoals de ontdekking aantoont, maken moderne observatietechnieken het mogelijk om op betrouwbare wijze de spectraallijnen vast te leggen van zelfs elementen die zo zeldzaam zijn in de ruimte als zuurstof en koolstof in een uitzonderlijk vroeg sterrenstelsel.

Dit is belangrijk omdat, gezien dergelijkeAls we verre objecten vastleggen, duiken we in het verre verleden van het heelal en zien het zoals het was in zijn vroege jeugd. In het geval van GN-z11 observeren we dus licht uit ons heelal toen het 420 miljoen jaar oud was, dat wil zeggen minder dan 5% van zijn huidige leeftijd.

Het bleek dat al in dit vroege tijdperker waren jonge, maar vrij massieve sterrenstelsels, bestaande uit enkele miljoenen sterren. De taak om nog jongere (en als je geluk hebt, de jongste in het heelal) sterrenstelsels te vinden, zal op de schouders van de James Webb-telescoop vallen, waar we het later over zullen hebben.

Hoe worden de meest verre objecten bestudeerd?

  • BEL

In 2020, de CanadeesDe radiotelescoop CHIME, die samen met de Amerikaanse radiotelescoop STARE2 de exacte oorsprong van de uitbarsting FRB 200428 heeft vastgesteld - deze is afkomstig van de reeds bekende magnetar, die zich in onze Melkweg bevindt.

Deze ontdekking zal het niet alleen mogelijk maken om beter te studerende structuur van deze verbazingwekkende subgroep van neutronensterren, maar ook om magnetars te vinden die nog niet zijn ontdekt - tegenwoordig kennen astronomen slechts ongeveer 30 van dergelijke objecten.

  • Spectrum-RG

Het vlaggenschip werd medio 2019 gelanceerdHet observatorium voor de Russische en Duitse astronomie Spektr-RG voltooide het eerste onderzoek medio juni, en het tweede onderzoek van de hemel in het harde röntgenbereik medio december.

De gegevens voor elke nieuwe enquête worden toegevoegd aan:vorige en stellen u in staat om steeds vager wordende objecten te zien. In totaal heeft het observatorium sinds de lancering meer dan duizend nieuwe bronnen van röntgenstraling ontdekt, bijna een verdubbeling van hun totale aantal.

  • Voyager 2

In 1977 ging hij op reis naar het buitenlandplaneten van het zonnestelsel. Voyager 2, ook bekend als Mariner 12. Het ruimtevaartuig verkende vier planeten en werd het enige menselijke apparaat dat Neptunus en Uranus bezocht - sindsdien heeft niemand deze planeten kunnen bereiken.

Het is niet op weg naar een bepaalde ster, maar zou ongeveer 4 lichtjaar van Sirius verwijderd moeten zijn.

  • Nieuwe horizonten

New Horizons is het enige afgelegen ruimtevaartuig dat in 2006 werd gelanceerd en in een baan rond Pluto draaide in 2015 en MU69 begin 2019.

Momenteel (februari 2021.) is ongeveer 50 AU. van de aarde. Het ruimtevaartuig New Horizons verliet het zwaartekrachtsveld van de aarde met de hoogste snelheid in de geschiedenis en werd ook het snelst bewegende kunstmatige lichaam rond de aarde.

Lees verder:

Natuurlijke radiostraling gevonden in de atmosfeer van Venus

Wetenschappers hebben aangetoond hoe een zwart gat een ster uit elkaar scheurt

Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?