Kvasarer, gammastrålesprengninger og galaksehoper: hvordan de fjerneste kosmiske objektene studeres

Kvasarer

Den første kvasaren, 3C 48, ble oppdaget på slutten av 1950-tallet av Allan Sandage og Thomas Matthews under

radioundersøkelse av himmelen. I 1963 var 5 kvasarer allerede kjent. Den nye typen objekter hadde noen unormale egenskaper som ikke kunne forklares på den tiden.

De sendte ut store mengder strålingbredt spekter, men de fleste av dem ble ikke detektert optisk, selv om det i noen tilfeller var mulig å identifisere et svakt og punktlignende objekt som ligner på en fjern stjerne.

Spektrallinjer som identifisererde kjemiske elementene som utgjør objektet var også ekstremt rare og egnede seg ikke til spaltning i spektrene til alle elementene som var kjent på den tiden og deres forskjellige ioniserte tilstander.

De fjerneste kvasarene, på grunn av deres gigantiske lysstyrke, som overgår lysstyrken til vanlige galakser hundrevis av ganger, blir registrert med radioteleskoper i en avstand på mer enn 12 milliarder lys. år.

Den fjerneste røntgenkvasaren som ble oppdagetSRG og bekreftet av forskere fra KFU, er på z = 4,23. En artikkel om studien av den første gruppen av fjerne kvasarer SRH på RTT-150-teleskopet ble nylig publisert i den ledende vitenskapelige publikasjonen "Letters to an Astronomical Journal".

Så langt er det ikke oppdaget mer enn tusen fjerntliggende kvasarer.Den siste, J0313-1806, ble oppdaget ved rødforskyvning 7.6. For flere år siden ble han tatt med på kandidatlisten – ifølge flere store undersøkelser. Og nå er det bekreftet.

Masse - 1,6 milliarder sol.Lyset fra det gikk til oss i 13,1 milliarder år. Dette betyr at vi fikk et øyeblikksbilde av et objekt som eksisterte bare 670 millioner år etter Big Bang. Det viser seg at dette også er den yngste kvasaren vi har kjent. Aktiv stjernedannelse har blitt observert i hjemgalaksen.

Gamma-ray bursts

Det fremgår av den kosmologiske naturen til gammastråleutbrudd at de må ha enorm energi. Videre frigjøres denne energien på veldig kort tid.

Tilstedeværelsen av relativistiske jetfly betyr at vi ser en liten brøkdel av alle bursts som forekommer i universet. Frekvensen deres er anslått til å være i størrelsesorden en burst per galakse hvert 100.000 år.

Hendelsene som genererer gammastrålesprengninger er så kraftige at de noen ganger kan observeres med det blotte øye, selv om de forekommer milliarder lysår fra jorden.

Mekanismen som et resultat av dette på så kort tidDet er fortsatt ikke helt klart hvor mye energi som frigjøres i et lite volum. Det er mest sannsynlig at det er annerledes ved korte og lange gammastråler. I dag er det to hovedundertyper av HS:langOgkort, med betydelige forskjeller i spektre og observasjonsmanifestasjoner.

For eksempel er lange GRB-er noen ganger ledsaget av en supernovaeksplosjon, mens korte aldri. Det er også to hovedmodeller for å forklare disse to typene katastrofer.

Disse hendelsene finner sted i fjerne galakserredshift fra to til fire eller mer. En enorm mengde energi frigjøres på hundre sekunder. I følge arbeidshypotesen er dette utbrudd av hypernovastjerner med en masse på tusen eller flere solstjerner. Det er ingen slike massive stjerner i Galaxy. Utbrudd av mindre stjerner, 10-30 solmasser, kalles supernovaer. Over tusen år med menneskelig historie har supernovaeksplosjoner skjedd i Galaxy bare noen få ganger. Og moderne teleskoper i bane registrerer gammastrålesprengninger nesten hver dag. Vi observerte også den optiske etterglødningen av disse hendelsene i omtrent ti år ved hjelp av RTT-150-teleskopet og publiserte rundt hundre astronomiske telegrammer sammen med russiske forskere fra IKI RAS og tyrkiske kolleger.

Ilfan Bikmaev, professor ved Kazan Federal University

Galakseklynge

Interessant informasjon om intergalaktisk gass igalaksehoper ga radioobservasjoner i bølgelengdeområdet meter. De viste tilstedeværelsen av uregelmessig formede radiokilder i galaksehoper, med et kompakt "hode" og en lang "hale".

Disse dataene er enkle å tolke hvisanta at radiokilden, en sky av relativistiske elektroner som sendes ut av synkrotronmekanismen i et magnetfelt, beveger seg i forhold til den intergalaktiske gassen.

Tilstedeværelsen av hastighet fører til det faktum at frontaltrykk komprimerer radiokilden på den ene siden ("hodet"), og en reduksjon i trykket på den andre siden fører til dannelsen av en utvidet "hale". I den sentrale delen av rike lysgalakser er det ofte kraftige radiogalakser, hvis stråling er spesielt intens i meterbølgelengdeområdet.

I sentimeterområdet er strålingen fra radiogalakser veldig svak. Her kan imidlertid utslipp av kompakte radiokilder i kjernene til galakser manifestere seg.

Det er gass i klyngen mellom galakservarmet opp til en til to millioner grader. Den avgir i røntgenstråler og er tilgjengelig for observasjon av Spectrom-RG. Hvor denne gassen kommer fra er fortsatt ukjent. Kanskje det kommer fra galakser når supernovaer bryter ut der, noe som blir bekreftet av jernlinjer i røntgenspektret av intergalaktisk gass. Dette tunge elementet er akkumulert i lang tid i tarmene til stjernene.

Ilfan Bikmaev, professor ved Kazan Federal University

I følge astronomiske observasjoner ogI følge teoretiske beregninger utgjør synlig materie, det vil si stjerner, gass og støv, bare noen få prosent av universets masse. En fjerdedel er mørk materie, resten, nesten sytti prosent, tilhører et enda mer mystisk stoff - mørk energi.

For å løse disse mysteriene beveger forskere seg lenger og lenger i romtid, til utgangspunktet hvorfra det hele begynte.

Den fjerneste galaksen

Forskere har oppdaget galaksen GN-z11:dette er det fjerneste objektet i verdensrommet. Som oppdagelsen viser, gjør moderne observasjonsteknikker det mulig å pålitelig registrere spektrallinjene til jevne grunnstoffer som er like sjeldne i rommet som oksygen og karbon i en usedvanlig tidlig galakse.

Dette er viktig fordi, vurderer slikeregistrerer fjerne objekter, stuper vi inn i universets fjerne fortid og ser det slik det var i sin tidlige ungdom. Så når det gjelder GN-z11, observerer vi lys fra universet vårt da det var 420 millioner år gammelt – det vil si mindre enn 5 % av dets nåværende alder. 

Det viste seg at allerede i denne tidlige epokendet var unge, men ganske massive galakser, bestående av flere millioner stjerner. Oppgaven med å finne enda yngre (og, hvis du er heldig, den yngste i universet), vil komme på skuldrene til James Webb-teleskopet, som vi snakker om senere.

Hvordan studeres de fjerneste objektene?

  • CHIME

I 2020, den kanadiskeRadioteleskopet CHIME, som sammen med det amerikanske radioteleskopet STARE2 fastslo den nøyaktige opprinnelsen til utbruddet FRB 200428 – det kommer fra den allerede kjente magnetaren, som ligger i Melkeveien vår.

Denne oppdagelsen tillater ikke bare bedre studierstrukturen til denne fantastiske undergruppen av nøytronstjerner, men også for å finne magnetarer som ennå ikke er oppdaget - i dag kjenner astronomer bare rundt 30 slike gjenstander.

  • Spektrum-RG

Flaggskipet ble lansert i midten av 2019Observatoriet for russisk og tysk astronomi Spektr-RG fullførte den første i midten av juni, og den andre undersøkelsen av himmelen i det harde røntgenområdet i midten av desember.

Dataene for hver nye undersøkelse er lagt tilforrige og lar deg se stadig svakere objekter. Totalt har observatoriet siden lanseringen oppdaget mer enn tusen nye kilder til røntgenstråling, og nesten doblet det totale antallet.

  • Voyager 2

I 1977 dro han på utenlandsreiseplanetene i solsystemet. Voyager 2, også kjent som Mariner 12. Romfartøyet utforsket 4 planeter og ble den eneste menneskelige enheten som besøkte Neptun og Uranus - siden den gang har ingen klart å nå disse planetene.

Det er ikke på vei mot noen bestemt stjerne, men skal fly rundt 4 lysår fra Sirius.

  • Nye horisonter

New Horizons er det eneste fjerntliggende romfartøyet som ble lansert i 2006, og kretser rundt Pluto i 2015 og MU69 tidlig i 2019.

Foreløpig (februar 2021.) er omtrent 50 AU. fra jorden. New Horizons-romfartøyet forlot jordens gravitasjonsfelt i den høyeste hastigheten i historien, og ble også den raskeste kunstige kroppen rundt jorden.

Les mer:

Naturlig radioutslipp funnet i Venus-atmosfæren

Forskere har vist hvordan et svart hull river en stjerne fra hverandre

Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?