Kwazary, rozbłyski gamma i gromady galaktyk: jak badane są najbardziej odległe obiekty kosmiczne

Kwazary

Pierwszy kwazar, 3C 48, odkryli pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku Allan Sandage i Thomas Matthews podczas

radiowe badanie nieba. W 1963 roku znanych było już 5 kwazarów. Nowy typ obiektów miał pewne anomalne właściwości, których nie można było wówczas wyjaśnić.

Emitowały duże ilości promieniowaniaszerokie widmo, ale większość z nich nie została wykryta optycznie, chociaż w niektórych przypadkach udało się zidentyfikować słaby i punktowy obiekt podobny do odległej gwiazdy.

Linie widmowe, które się identyfikująpierwiastki chemiczne składające się na obiekt były również niezwykle dziwne i nie ulegały rozkładowi na widma wszystkich znanych wówczas pierwiastków i ich różnych stanów zjonizowanych.

Najodleglejsze kwazary, ze względu na ich gigantyczną jasność, przekraczającą setki razy jasność zwykłych galaktyk, są rejestrowane za pomocą radioteleskopów na odległość ponad 12 miliardów wyładowań. lat.

Najdalszy odkryty kwazar rentgenowskiSRG i potwierdzone przez naukowców z KFU, wynosi z = 4,23. Artykuł o badaniach pierwszej grupy odległych kwazarów SRH na teleskopie RTT-150 został niedawno opublikowany w czołowej publikacji naukowej „Letters to an Astronomical Journal”.

Do tej pory odkryto nie więcej niż tysiąc odległych kwazarów.Ostatni, J0313-1806, odkryto przy przesunięciu ku czerwieni 7,6. Kilka lat temu znalazł się na liście kandydatów – wynika z kilku poważnych sondaży. A teraz zostało to potwierdzone.

Masa - 1,6 miliarda energii słonecznej.Światło z niego docierało do nas przez 13,1 miliarda lat. Oznacza to, że otrzymaliśmy migawkę obiektu, który istniał zaledwie 670 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Okazuje się, że to także najmłodszy znany nam kwazar. W jego macierzystej galaktyce zaobserwowano aktywne formowanie się gwiazd.

Rozbłyski gamma

Z kosmologicznej natury błysków gamma jasno wynika, że ​​muszą one mieć ogromną energię. Ponadto energia ta jest uwalniana w bardzo krótkim czasie.

Obecność relatywistycznych dżetów oznacza, że ​​widzimy niewielki ułamek wszystkich wybuchów występujących we Wszechświecie. Szacuje się, że ich częstotliwość jest rzędu jednego wybuchu na galaktykę co 100 000 lat.

Zdarzenia, które generują rozbłyski gamma są tak potężne, że czasami można je obserwować gołym okiem, nawet jeśli występują miliardy lat świetlnych od Ziemi.

Mechanizm dzięki któremu w tak krótkim czasieNadal nie jest do końca jasne, ile energii uwalnia się w małej objętości. Inaczej jest najprawdopodobniej w przypadku krótkich i długich rozbłysków gamma. Obecnie istnieją dwa główne podtypy HS:długoikrótki, wykazujące znaczne różnice w widmach i objawach obserwacyjnych.

Na przykład długim GRB czasami towarzyszy eksplozja supernowej, a krótszym nigdy. Istnieją również dwa główne modele wyjaśniające te dwa typy kataklizmów.

Te wydarzenia mają miejsce w odległych galaktykach dalejprzesunięcie ku czerwieni z dwóch do czterech lub więcej. W ciągu stu sekund uwalnia się olbrzymia ilość energii. Zgodnie z hipotezą roboczą są to wybuchy gwiazd hipernowych o masie tysiąca lub więcej gwiazd słonecznych. W naszej Galaktyce nie ma tak masywnych gwiazd. Wybuchy mniejszych gwiazd o masach 10–30 mas Słońca nazywane są supernowymi. W ciągu tysiąca lat historii ludzkości wybuchy supernowych miały miejsce w naszej Galaktyce tylko kilka razy. Nowoczesne teleskopy na orbicie niemal codziennie rejestrują rozbłyski gamma. Obserwowaliśmy również poświatę optyczną tych zdarzeń przez około dziesięć lat za pomocą teleskopu RTT-150 i opublikowaliśmy około stu telegramów astronomicznych wraz z rosyjskimi naukowcami z IKI RAS i tureckimi kolegami.

Ilfan Bikmaev, profesor Kazańskiego Uniwersytetu Federalnego

Gromada galaktyk

Ciekawe informacje na temat gazu międzygalaktycznego wgromady galaktyk dostarczyły obserwacji radiowych w zakresie długości fal metrowych. Wykazali obecność źródeł radiowych o nieregularnym kształcie w gromadach galaktyk, ze zwartą „głową” i długim „ogonem”.

Dane te są łatwe do interpretacji, jeślizałóżmy, że źródło radiowe, czyli chmura relatywistycznych elektronów emitowanych przez mechanizm synchrotronowy w polu magnetycznym, porusza się względem gazu międzygalaktycznego.

Obecność prędkości prowadzi do tego, że frontciśnienie ściska źródło radiowe z jednej strony („głowę”), a spadek ciśnienia z drugiej strony prowadzi do powstania wydłużonego „ogona”. W centralnej części galaktyk o bogatym świetle często znajdują się potężne galaktyki radiowe, których promieniowanie jest szczególnie intensywne w zakresie długości fal metrowych.

W zakresie centymetrów promieniowanie radiogalaktyk jest bardzo słabe. Tutaj jednak może objawiać się emisja zwartych źródeł radiowych w jądrach galaktyk.

W gromadzie między galaktykami znajduje się gazrozgrzany do jednego do dwóch milionów stopni. Emituje w promieniach rentgenowskich i jest dostępny do obserwacji przez Spectrom-RG. Skąd pochodzi ten gaz, wciąż nie jest znane. Być może pochodzi z galaktyk, kiedy wybuchają tam supernowe, co potwierdzają linie żelaza w widmie rentgenowskim gazu międzygalaktycznego. Ten ciężki pierwiastek gromadzi się przez długi czas w trzewiach gwiazd.

Ilfan Bikmaev, profesor Kazańskiego Uniwersytetu Federalnego

Według obserwacji astronomicznych iWedług obliczeń teoretycznych materia widzialna, czyli gwiazdy, gaz i pył, stanowi zaledwie kilka procent masy Wszechświata. Jedna czwarta to ciemna materia, reszta, prawie siedemdziesiąt procent, należy do jeszcze bardziej tajemniczej substancji – ciemnej energii.

Aby rozwiązać te tajemnice, naukowcy posuwają się coraz dalej w czasoprzestrzeni, do punktu wyjścia, od którego wszystko się zaczęło.

Najbardziej odległa galaktyka

Naukowcy odkryli galaktykę GN-z11:jest to najdalszy obiekt w kosmosie. Jak pokazuje odkrycie, nowoczesne techniki obserwacyjne umożliwiają wiarygodną rejestrację linii widmowych nawet pierwiastków tak rzadkich w przestrzeni jak tlen i węgiel w wyjątkowo wczesnej galaktyce.

Jest to ważne, ponieważ biorąc pod uwagę takierejestrując odległe obiekty, zanurzamy się w odległą przeszłość Wszechświata i widzimy go takim, jaki był w jego wczesnej młodości. Zatem w przypadku GN-z11 obserwujemy światło z naszego Wszechświata, gdy miał on 420 milionów lat – czyli mniej niż 5% jego obecnego wieku. 

Okazało się, że już w tej wczesnej erzebyły młode, ale dość masywne galaktyki, składające się z kilku milionów gwiazd. Zadanie znalezienia jeszcze młodszych (i, jeśli masz szczęście, najmłodszych we Wszechświecie) galaktyk spadnie na ramiona teleskopu Jamesa Webba, o czym porozmawiamy później.

Jak badane są najbardziej odległe obiekty?

  • KURANT

W 2020 roku KanadyjczykRadioteleskop CHIME, który wraz z amerykańskim radioteleskopem STARE2 ustalił dokładne pochodzenie rozbłysku FRB 200428 - pochodzi on od znanego już magnetara, który znajduje się w naszej Drodze Mlecznej.

To odkrycie pozwoli nie tylko na lepsze badaniebudowa tej niesamowitej podgrupy gwiazd neutronowych, ale także znalezienie magnetarów, które nie zostały jeszcze odkryte - dziś astronomowie znają tylko około 30 takich obiektów.

  • Spectrum-RG

Flagowiec wprowadzony na rynek w połowie 2019 rokuPierwsze badanie astronomiczne w rosyjskim i niemieckim obserwatorium Spektr-RG zakończyło w połowie czerwca, a drugie w połowie grudnia.

Dane dla każdej nowej ankiety są dodawane dopoprzednie i pozwalają zobaczyć coraz ciemniejsze obiekty. W sumie od czasu uruchomienia obserwatorium odkryło ponad tysiąc nowych źródeł promieniowania rentgenowskiego, prawie podwajając ich łączną liczbę.

  • Voyager 2

W 1977 roku wyjechał w podróż zagranicznąplanety Układu Słonecznego. Voyager 2, znany również jako Mariner 12. Statek kosmiczny zbadał 4 planety i stał się jedynym ludzkim urządzeniem, które odwiedziło Neptuna i Urana – od tego czasu nikomu nie udało się dotrzeć do tych planet.

Nie zmierza do żadnej konkretnej gwiazdy, ale powinien polecieć około 4 lata świetlne od Syriusza.

  • Nowe Horyzonty

New Horizons to jedyny zdalny statek kosmiczny wystrzelony w 2006 roku, krążący wokół Plutona w 2015 roku i MU69 na początku 2019 roku.

Obecnie (luty 2021.) wynosi około 50 jednostek AU. z ziemi. Sonda New Horizons opuściła ziemskie pole grawitacyjne z największą prędkością w historii, a także stała się najszybciej poruszającym się sztucznym ciałem wokół Ziemi.

Czytaj więcej:

Naturalna emisja radiowa występująca w atmosferze Wenus

Naukowcy wykazali, jak czarna dziura rozrywa gwiazdę

Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?