Kvasarer, gammastrålning och galaxkluster: hur de mest avlägsna kosmiska objekten studeras

Quasars

Den första kvasaren, 3C 48, upptäcktes i slutet av 1950-talet av Allan Sandage och Thomas Matthews under

radioundersökning av himlen. 1963 var 5 kvasarer redan kända. Den nya typen av föremål hade några anomala egenskaper som inte kunde förklaras vid den tiden.

De släppte ut stora mängder strålningbrett spektrum, men de flesta av dem detekterades inte optiskt, även om det i vissa fall var möjligt att identifiera ett svagt och punktliknande föremål som liknade en avlägsen stjärna.

Spektrallinjer som identifierarde kemiska elementen som utgör objektet var också extremt konstiga och lämnade sig inte till sönderdelning i spektra av alla element som var kända vid den tiden och deras olika joniserade tillstånd.

De mest avlägsna kvasar, på grund av sin gigantiska ljusstyrka, som överstiger ljusstyrkan hos vanliga galaxer hundratals gånger, registreras med radioteleskop på ett avstånd av mer än 12 miljarder belysning. år.

Den mest avlägsna röntgenkvasaren som upptäcktesSRG och bekräftat av forskare från KFU ligger vid z = 4,23. En artikel om studien av den första gruppen avlägsna kvasarer SRH på RTT-150-teleskopet publicerades nyligen i den ledande vetenskapliga publikationen "Letters to an Astronomical Journal".

Hittills har inte mer än tusen avlägsna kvasarer upptäckts.Den sista, J0313-1806, upptäcktes vid rödförskjutning 7.6. För flera år sedan fanns han med på kandidatlistan – enligt flera stora undersökningar. Och nu är det bekräftat.

Massa - 1,6 miljarder sol.Ljuset från det gick till oss i 13,1 miljarder år. Detta innebär att vi fick en ögonblicksbild av ett objekt som existerade bara 670 miljoner år efter Big Bang. Det visar sig att detta också är den yngsta kvasar som vi känner till. Aktiv stjärnbildning har observerats i hans hemgalax.

Gamma-ray bursts

Det framgår tydligt av gammastrålningens kosmologiska natur att de måste ha enorm energi. Dessutom frigörs denna energi på mycket kort tid.

Närvaron av relativistiska strålar innebär att vi ser en liten bråkdel av alla skurar som inträffar i universum. Deras frekvens beräknas vara i storleksordningen en burst per galax var 100 000 år.

Händelserna som genererar gammastrålningsskurar är så kraftfulla att de ibland kan observeras med blotta ögat, även om de förekommer miljarder ljusår från jorden.

Mekanismen som ett resultat av vilket, på så kort tidDet är fortfarande inte helt klart hur mycket energi som frigörs i en liten volym. Det är mest troligt att det är annorlunda vid korta och långa gammastrålning. Idag finns det två huvudsakliga undertyper av HS:långOchkort, med signifikanta skillnader i spektra och observationsmanifestationer.

Till exempel åtföljs långa GRB ibland av en supernovaexplosion, medan korta aldrig. Det finns också två huvudmodeller för att förklara dessa två typer av katastrofer.

Dessa händelser äger rum i avlägsna galaxerrödförskjutning från två till fyra eller fler. En enorm mängd energi släpps ut på hundra sekunder. Enligt arbetshypotesen är detta utbrott av hypernovastjärnor med en massa på tusen eller fler solstjärnor. Det finns inga så massiva stjärnor i vår galax. Utbrott av mindre stjärnor, 10-30 solmassor, kallas supernovor. Under tusen år av mänsklig historia har supernovaexplosioner inträffat i vår galax bara några gånger. Och moderna kretsande teleskop registrerar gammastrålningsskurar nästan varje dag. Vi observerade också den optiska glöden av dessa händelser i ungefär tio år med hjälp av RTT-150-teleskopet och publicerade cirka hundra astronomiska telegram tillsammans med ryska forskare från IKI RAS och turkiska kollegor.

Ilfan Bikmaev, professor vid Kazan Federal University

Kluster av galaxer

Intressant information om intergalaktisk gas igalaxhopar gav radioobservationer i metervåglängdsområdet. De visade närvaron av oregelbundet formade radiokällor i galaxhopar, med ett kompakt "huvud" och en lång "svans".

Dessa data är lätta att tolka omanta att radiokällan, ett moln av relativistiska elektroner som sänder ut av synkrotronmekanismen i ett magnetfält, rör sig i förhållande till den intergalaktiska gasen.

Närvaron av hastighet leder till det faktum att frontaltrycket komprimerar radiokällan på ena sidan ("huvudet") och en minskning av trycket på den andra sidan leder till bildandet av en förlängd "svans". I den centrala delen av rika ljusgalaxer finns ofta kraftfulla radiogalaxer, vars utstrålning är särskilt intensiv i metervåglängdsområdet.

Inom centimeterområdet är strålningen från radiogalaxer mycket svag. Här kan emellertid utsläpp av kompakta radiokällor i kärnorna i galaxer manifestera sig.

Det finns gas i klustret mellan galaxervärms upp till en till två miljoner grader. Den avges i röntgen och är tillgänglig för observation av Spectrom-RG. Varifrån denna gas kommer är fortfarande okänd. Kanske kommer det från galaxer när supernovor bryter ut där, vilket bekräftas av järnlinjer i röntgenspektret för intergalaktisk gas. Detta tunga element ackumuleras under lång tid i tarmarna hos stjärnorna.

Ilfan Bikmaev, professor vid Kazan Federal University

Enligt astronomiska observationer ochEnligt teoretiska beräkningar är synlig materia, det vill säga stjärnor, gas och stoft, bara några få procent av universums massa. En fjärdedel är mörk materia, resten, nästan sjuttio procent, tillhör en ännu mer mystisk substans - mörk energi.

För att lösa dessa mysterier rör sig forskare längre och längre i rymdtid till den startpunkt som allt började från.

Den mest avlägsna galaxen

Forskare har upptäckt galaxen GN-z11:detta är det mest avlägsna objektet i rymden. Som upptäckten visar gör moderna observationstekniker det möjligt att på ett tillförlitligt sätt registrera spektrallinjerna för jämna element som är lika sällsynta i rymden som syre och kol i en exceptionellt tidig galax.

Detta är viktigt eftersom, med tanke på sådanaspela in avlägsna objekt, kastar vi oss in i universums avlägsna förflutna och ser det som det var i sin tidiga ungdom. Så, i fallet med GN-z11, observerar vi ljus från vårt universum när det var 420 miljoner år gammalt - det vill säga mindre än 5 % av dess nuvarande ålder. 

Det visade sig att redan i denna tidiga eradet fanns unga men ganska massiva galaxer, bestående av flera miljoner stjärnor. Uppgiften att hitta ännu yngre (och, om du har tur, de yngsta i universum), kommer att hamna på James Webb-teleskopets axlar, som vi kommer att prata om senare.

Hur studeras de mest avlägsna objekten?

  • KLÄMTA

2020, den kanadensiskaRadioteleskopet CHIME, som tillsammans med det amerikanska radioteleskopet STARE2 fastställde det exakta ursprunget till FRB 200428-sprängningen – det kommer från den redan kända magnetaren, som finns i vår Vintergatan.

Denna upptäckt möjliggör inte bara bättre studierstrukturen för denna fantastiska undergrupp av neutronstjärnor, men också för att hitta magnetar som ännu inte har upptäckts - idag känner astronomer bara till cirka 30 sådana objekt.

  • Spectrum-RG

Flaggskeppet lanserades i mitten av 2019Observatoriet för rysk och tysk astronomi Spektr-RG avslutade den första i mitten av juni och den andra undersökningen av himlen i det hårda röntgenområdet i mitten av december.

Uppgifterna för varje ny undersökning läggs tillföregående och låter dig se alltmer dimma objekt. Totalt har observatoriet sedan lanseringen upptäckt mer än tusen nya källor för röntgenstrålning, vilket nästan fördubblade det totala antalet.

  • Voyager 2

1977 åkte han på utlandsresaplaneterna i solsystemet. Voyager 2, även känd som Mariner 12. Rymdfarkosten utforskade 4 planeter och blev den enda mänskliga enheten som besökte Neptunus och Uranus - sedan dess har ingen kunnat nå dessa planeter.

Den är inte på väg mot någon speciell stjärna, men bör vara cirka 4 ljusår från Sirius.

  • Nya horisonter

New Horizons är den enda avlägsna rymdfarkost som lanserades 2006 och kretsade kring Pluto 2015 och MU69 i början av 2019.

För närvarande (februari 2021.) är cirka 50 AU. från jorden. New Horizons -rymdfarkosten lämnade jordens gravitationsfält med historiens högsta hastighet och blev också den snabbast rörliga konstgjorda kroppen runt jorden.

Läs mer:

Naturlig radioutsläpp finns i Venus atmosfär

Forskare har visat hur ett svart hål sliter sönder en stjärna

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?