Российско-европейская орбитальная обсерватория "Спектр-РГ" получила первые рентгеновские снимки квазара SMSS J1144-4308, самого яркого активного ядра галактики в ранней Вселенной, который удален от Земли на 9,4 млрд световых лет. Австралийские ученые обнаружили квазар, питаемый самой быстрорастущей черной дырой из когда‑либо найденных.
Неясно, что случилось: Учёных встревожил самый мощный в истории взрыв в космосе
Научно-популярное Астрономия Используя данные телескопа Субару на Гавайях и космического телескопа Джеймса Уэбба, большая международная группа исследователей смогла изучить две квазарные галактики в ранней Вселенной, чтобы узнать больше об этом загадочном периоде в истории всего сущего. Исследование было опубликовано в журнале Nature. Это стало возможным только благодаря глубоким обзорам Уэбба, которые позволяют нам моделировать и вычитать свет от квазара, чтобы выявить галактику-хозяина», — объясняет астроном Чиен-Хсиу Ли из обсерватории имени В. Сами чёрные дыры не излучают никакого света, который мы можем обнаружить в настоящее время. Они, собственно, этим и знамениты. Но активная чёрная дыра — это несколько иное дело. Активная чёрная дыра — это та, в окрестностях которой достаточно материала для питания. Этот материал вращается вокруг чёрной дыры, нагреваясь до миллионов градусов под действием трения и гравитации, поэтому он светится во всем электромагнитном спектре.
Учёные выяснили, что температура объекта составляет около 350 млн K, то есть он более чем в 60 тыс. Масса чёрной дыры превышает солнечную примерно в 10 млрд раз, а масса ежегодно поглощаемого вещества в 100 раз больше солнечной. Рентгеновское излучение J1144 меняется в течение нескольких дней, что нетипично для объектов с такими большими чёрными дырами — для них эти периоды измеряются месяцами и даже годами. Наблюдения также показали, что одновременно с поглощением газа некоторая часть вещества выбрасывается в собственную галактику квазара в виде чрезвычайно мощных ветров.
В текущей работе их наблюдала космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» при помощи инструмента NIRCam в ближнем инфракрасном диапазоне 26 октября и 6 ноября 2022 года. Затем ученые провели ряд моделирований, чтобы отделить излучение галактики-хозяина квазара от излучения самого квазара, который является ее активным ядром, содержащим сверхмассивную черную дыру. Стоит отметить, что в отличие от большинства сверхмассивных черных дыр в Местной Вселенной наблюдаемые квазары пространственно смещены от центров своих галактик-хозяев. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» рассмотрел кандидата в рекордно далекую звезду.
Он поможет учёным исследовать Солнечную систему и другие галактики, в том числе и квазары. По мнению астрофизиков, выбранные для изучения квазары появились относительно недавно. Поэтому, наблюдая за ними, можно многое понять об эволюции галактик и поведении чёрных дыр на самых ранних этапах жизни звёздных скоплений. Источник: ru. Астрофизиков ставит в тупик переменность квазаров: им удаётся менять собственную яркость с необычайной частотой, которая невозможна для обычных галактик. Светимость квазаров может измениться в течение года, месяца или даже недели. Рекордное зафиксированное значение — 25 раз всего лишь за час, почти невозможное поведение по вселенским масштабам. Несмотря на нестабильную светимость, квазары остаются самыми яркими объектами во Вселенной, которые видны на гигантском расстоянии. Это помогает астрономам изучить структуру и этапы развития Вселенной. Поскольку квазары находятся крайне далеко, они выглядят как неподвижные объекты, поэтому их излучение используют для высокоточного определения траектории беспилотных космических аппаратов. Вот почему их ещё называют маяками Вселенной.
Ученые выяснили, как выглядят вблизи струи квазаров
Квазары — это невероятно яркие объекты, в основе которых лежат черные дыры. Когда окружающая материя попадает в аккреционный диск черной дыры, она нагревается и становится мощным источником излучения. Сверхмассивные черные дыры, в свою очередь, находятся в центрах галактик, в том числе и Млечного пути однако далеко не каждая из них порождает квазар. Теперь астрономам удалось получить изображение древнего двойного квазара с помощью телескопа Hubble.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда провела длительные наблюдения за десятками гaлaктик c пoмoщью тeлecкoпa Иcaaкa Ньютoнa в Лa-Пaльмe. Они просканировали 48 гaлaктик с квaзapaми и бoлee 100 бeз ниx в поисках заметных искажений, указывающих на прошлые столкновения с дpyгими гaлaктикaми. Таким образом, вероятность того, что гaлaктики c квaзapaми гравитационно взаимодействовали с другой галактикой, в три раза чаще. Это исследование знаменует собой знaчитeльный шaг впepeд в нaшeм пoнимaнии тoгo, кaк работают эти чудовищные АГЯ, что в итоге повлияет на наше понимание Вселенной.
Энергия, выделяемая квазаром, может полностью изменить форму области пространства, вытесняя газ из галактического диска и останавливая звездообразование на миллиарды лет. Команда надеется, что в будущем космический телескоп "Джеймс Уэбб", который уже рассмотрел несколько квазаров, сможет подтвердить роль галактических столкновений.
Одни из них уже хорошо изучены астрономами, другие пока остаются для учёных тайной. Многие специалисты сходятся во мнении, что одними из самых необычных объектов в космосе являются квазары. Рассказываем, в чём их уникальность, как с их помощью можно изучать прошлое и почему квазары называют маяками Вселенной. Самые яркие в космосе Термин «квазар» появился от слияния двух английских слов quasi-stellar «похожий на звезду» и radiosource «радиоисточник». Дело в том, что астрономы в 50-х годах прошлого века, впервые заметившие квазары, посчитали их всего лишь не совсем стандартными звёздами.
Со временем выяснилось, что квазары — это ядра молодых или сливающихся вместе галактик, в центре которых находится чёрная дыра. Её масса невообразимо велика, поэтому дыра как гигантский космический пылесос втягивает в себя всё, до чего может дотянуться её гравитационное поле: газ, частицы и другие вещества. Пространство вокруг дыры нагревается до триллионов градусов под воздействием колоссальных сил гравитации и трения и испускает настолько сильное излучение, что астрономы видят его даже за миллиарды световых лет от Земли. Если сравнить свет всех звёзд Млечного пути со светом квазара, то последний легко выйдет победителем из этого соревнования. Мощность его излучения в тысячу раз больше излучения всей нашей галактики вместе взятой, а светится квазар в среднем в 27 триллионов раз ярче Солнца. Если такой объект внезапно возникнет в районе Плутона, то весь Мировой океан на нашей планете превратится в пар быстрее, чем мы успеем моргнуть.
Но активная чёрная дыра — это несколько иное дело. Активная чёрная дыра — это та, в окрестностях которой достаточно материала для питания. Этот материал вращается вокруг чёрной дыры, нагреваясь до миллионов градусов под действием трения и гравитации, поэтому он светится во всем электромагнитном спектре. В квазаре так много материала, что он светит чрезвычайно ярко. Именно поэтому мы можем видеть их свечение с периода, охватывающего первый миллиард лет после Большого взрыва. Даже там они ещё относительно слабы; вы никогда не увидите квазар этой космической зари невооружённым глазом или в телескоп на заднем дворе, но в последние годы наши мощные телескопы обнаруживают их всё чаще. В связи с этим возникают самые разные вопросы, например: как возникли сверхмассивные чёрные дыры такого размера так скоро после Большого взрыва? Каково их галактическое окружение?
Изображения квазара 3C 279 в рекордно высоком разрешении
| Ученые выяснили, как выглядят вблизи струи квазаров | Но позже мы обнаружили, что ранее находившаяся в состоянии покоя черная дыра претерпевает переход, в результате чего получается яркий квазар», – рассказала аспирант факультета астрономии и ведущий автор исследовательской работы Сара Фредерик. |
| Астрономы объяснили природу загадочных красных квазаров | Сверхяркий квазар, внесенный в каталог как J043947.08+163415.7, самымй яркий квазар в ранней Вселенной это делает его уникальным объектом для исследований. |
| Cамый яркий квазар в ранней Вселенной | Самый близкий квазар к нашей планете квазар в центре галактики Маркарян 231 (Mrk 231) состоит из двух сверхмассивных черных дыр. |
| Обнаружен самый древний квазар | Астрофизики из США и Китая заявили, что им удалось раскрыть тайну квазаров, волновавшую ученых в течение последних 20 лет. |
| Обнаружен самый древний квазар | Несмотря на это, разглядеть квазары с Земли бывает трудно, поскольку они могут быть скрыты газом и пылью, исходящих от окружающих их галактик. |
Яркий и далекий квазар позволяет увидеть, что происходило в молодой Вселенной
Ответ на этот вопрос нашла международная группа британских, испанских, канадских, американских и израильских ученых в опубликованной на страницах Monthly Notices of the Royal Astronomical Society научной работе. В своей работе ученые рассмотрели изображения 48 квазаров и более сотни обычных галактик, обратив особое внимание на искажения, имеющихся у галактик с квазарами. Специалисты допустили, что они представляют собой следы столкновений, из-за которых межзвездный газ выталкивается к черной дыре, которая находится в центре галактики.
За шесть десятилетий, прошедших с момента их открытия, становилось все более очевидным, что квазары - это не просто побочный продукт роста галактик и их сверхмассивных черных дыр СМЧД за счет аккреции газа, но и возможность непосредственного влияния на этот рост. Происхождение этой феноменальной активности оставалось загадкой, пока ученые из университетов Шеффилда и Хартфордшира не выяснили, что причиной этому является столкновение галактик. Исследователи обнаружили столкновения с помощью глубоких наблюдений телескопа имени Исаака Ньютона в Ла-Пальме, выявив наличие искаженных структур во внешних областях галактик, в которых находятся квазары. Сравнив наблюдения 48 квазаров и галактик, принимающих их, с изображениями более 100 неквазарных галактик, исследователи пришли к выводу, что галактики, принимающие квазары, примерно в три раза чаще взаимодействуют или сталкиваются с другими галактиками. Важно отметить, что большинство галактик имеют сверхмассивные черные дыры в своих центрах.
Они также содержат большое количество газа, который в основном вращается на больших расстояниях от центра галактики, вне досягаемости черных дыр. Когда две галактики сталкиваются, гравитационные силы притягивают огромное количество газа к сверхмассивным черным дырам в центре системы сталкивающихся галактик. Перед тем, как газ поглощается черной дырой, он высвобождает феноменальное количество энергии в виде излучения, что приводит к возникновению квазара. Это исследование позволило улучшить понимание того, как эти мощные объекты запускаются и приводятся в действие.
Препринт доступен на сайте arXiv. Обнаружение сверхмассивных черных дыр в квазарах, существовавших в первый миллиард лет жизни Вселенной, представляет собой одну из главных проблем современной астрофизики, так как нет общепринятой теории, объясняющей механизмы формирования и быстрого роста массы этих объектов. Проверить существующие гипотезы могут помочь данные о параметрах далеких сверхмассивных черных дыр и их галактик-хозяев, однако долгое время было крайне трудно обнаружить звездное население в галактиках-хозяевах квазаров при красных смещениях z больше двух. Группа астрономов во главе с Сюхэном Дином Xuheng Ding из Физико-математического института имени Кавли сообщила, что впервые смогла наблюдать звездное население галактик-хозяев квазаров при значениях красного смещения z больше 6.
Гравитационное поле ближней галактики искривляет само пространство, искривляя и усиливая свет далекого квазара. Этот эффект называется гравитационным линзированием. Хотя исследователи искали эти очень отдаленные квазары более 20 лет, редкое и случайное небесное расположение сделало их видимыми. Сверхяркий квазар, внесенный в каталог как J043947. Этот факт делает его уникальным объектом для последующих исследований.
Обнаружен квазар в 500 триллионов раз ярче Солнца
Однако вопрос о том, как формировались эти ранние источники света, мучает исследователей уже более двух десятилетий. Причина этого в том, что очень массивные звезды, которые, как известно, необходимы для формирования "семян" квазаров, в то время были чрезвычайно редки. Первое реальное объяснение Несколько лет назад появилась информация о том, что первые квазары могли образоваться на стыках редких, холодных и мощных потоков газа. В новом исследовании ученые использовали имитационные модели для моделирования звездообразования в ранней Вселенной, сосредоточившись на одном из редких моментов, когда встретились два холодных, турбулентных газовых потока.
Если сегодня во Вселенной существует множество газовых потоков, то в те времена в объеме пространства размером в миллиард световых лет существовало лишь около дюжины. В их моделировании два больших "скопления" газа в конечном итоге должны были скопиться в центре этих потоков. Однако, к удивлению команды, эти скопления никогда не коалесцировали в полноразмерные звезды, как предсказывали предыдущие модели.
В результате этих симуляций образовались две огромные звезды.
Десять минут длятся ровно столько в Токио, сколько и в Москве, вне зависимости от субъективных факторов. Однако теория относительности утверждает, что на течение времени могут воздействовать различные факторы, например, черные дыры или темная энергия. Ученые из Австралии сопоставили данные наблюдений почти 200 квазаров и пришли к выводу, что в молодой Вселенной время текло в 5 раз медленнее, чем сейчас. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Что умеют программные роботы Благодаря Эйнштейну нам известно, что время и пространство взаимосвязаны, а также что Вселенная расширяется. Это означает, что чем больше она становится, тем медленнее начинает течь время.
Взамен квазары испускают громадные количества гравитационной энергии. На основании этого показателя можно вычислить возраст квазара и расстояние до него. Чем больше красное смещение, тем дальше объект от нас, а значит, тем он старше. Он образовался спустя всего 900 млн лет после Большого взрыва. Ученым известно 40 квазаров с красным смещением более 6 — это граница, означающая этап ранней Вселенной.
Свет излучается аккреционным диском диаметром семь световых лет, что в два раза больше расстояния от Солнечной системы до ближайшей к ней звезды — альфы Центавра. В этом диске материалы в космосе втягиваются в черную дыру и вращаются вокруг нее, прежде чем пересекут горизонт событий.
В 2020 году ученые впервые обнаружили молекулы кислорода за пределами Млечного Пути.
Квазары возникают при столкновении галактик
Новости космоса: Галактики и темная материя идут рука об руку; вы, как правило, не найдете одно без другого. Оказалось, что галактики, имеющие квазары, примерно в три раза чаще взаимодействуют или сталкиваются с другими галактиками. Сверхяркий квазар, внесенный в каталог как J043947.08+163415.7, самымй яркий квазар в ранней Вселенной это делает его уникальным объектом для исследований.
Cамый яркий квазар в ранней Вселенной
| Облако газа плодит квазары | Австралийские ученые обнаружили квазар, питаемый самой быстрорастущей черной дырой из когда‑либо найденных. |
| Астрономы разгадали тайну возникновения квазаров | Многие специалисты сходятся во мнении, что одними из самых необычных объектов в космосе являются квазары. |
| Документальный фильм Квазар Самый большой и опасный объект в космосе | МКС Онлайн — трансляция на сайте и новости космоса. |
| Шесть галактик внезапно превратились в ярко светящиеся квазары. Что происходит? | Астрономы открывают новый квазар, новости космоса, астрономии и космонавтики. |
Яркий и далекий квазар позволяет увидеть, что происходило в молодой Вселенной
Астрофизики из США и Китая заявили, что им удалось раскрыть тайну квазаров, волновавшую ученых в течение последних 20 лет. Сейчас квазар, скрывающей в себе гигантскую черную дыру, в 12 млрд раз массивнее нашего светила, удалился от Земли на расстояние 1. Самый близкий квазар к нашей планете квазар в центре галактики Маркарян 231 (Mrk 231) состоит из двух сверхмассивных черных дыр. Во-вторых, квазары в таких ситуациях как бы мерцают, а тут объект вспыхнул так, что дух захватило, и до сих пор горит. Группа астрономов из института Карнеги нашла 63 новых квазара – огромные черные дыры в Космосе. Ближайший квазар — Маркарян 231, он находится примерно в 600 миллионах световых лет от Земли.
Обнаружен самый яркий квазар во Вселенной (видео)
Когда галактики сталкиваются, газ направляется к черной дыре в центре галактики. Непосредственно перед его поглощением черной дырой, газ выделяет огромное количество энергии в форме излучения. Так возникает квазар. Ученые наблюдали за 48 галактиками с квазарами и сравнивали их с более чем 100 галактик без них. Оказалось, что галактики, имеющие квазары, примерно в три раза чаще взаимодействуют или сталкиваются с другими галактиками.
Современные телескопы могут фиксировать свечение квазаров, которые говорят о событиях тринадцатимиллиардной давности. Однако причина такой мощной активности вот уже 60 лет оставалась неизвестной. Международный коллектив ученых показал, что высокая мощность излучения возникает при столкновении галактик.
Авторы использовали изображения, полученные телескопом Исаака Ньютона в Ла-Пальме Испания , и заметили искажение во внешних областях галактик, имеющих квазары. Галактики содержат значительное количество газа, который большую часть времени вращается вне досягаемости сверхмассивных черных дыр, расположенных в центре большинства галактик.
В то же время аккреционный диск квазара, состоящий из раскаленного вещества, имеет диаметр семь световых лет — это в полтора раза больше, чем расстояние от Солнца до ближайшей соседней звездной системы.
В разделе не хватает ссылок на источники см. Информация должна быть проверяема , иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. Небольшие размеры были подтверждены интерферометрией и наблюдением скорости, с которой квазар в целом менялся по мощности, и невозможностью увидеть даже в самые мощные оптические телескопы что-то большее, чем слабые звездные точечные источники. Но если бы объекты были малых размеров и находились далеко в космосе, их энерговыделение получалось чрезвычайно огромным и трудным для объяснения. Напротив, если они при их размерах находились намного ближе к нашей галактике, то было бы легко объяснить их кажущуюся мощность, но тогда сложно объяснить их красные смещения и отсутствие обнаруживаемых движений на фоне Вселенной параллакс.
Если измеренное красное смещение было вызвано расширением, то это поддержало бы интерпретацию очень далеких объектов с необычайно высокой яркостью и выходной мощностью, намного превышающей любой объект, замеченный до настоящего времени. Эта крайняя яркость также объясняет большой радиосигнал. Шмидт пришел к выводу, что 3C 273 может быть либо отдельной звездой диаметром около 10 км внутри или вблизи нашей галактики, либо далеким активным ядром галактики. Он заявил, что предположение об отдаленном и чрезвычайно мощном объекте, скорее всего, будет правильным [17]. Объяснение сильного красного смещения в то время не было общепринятым. Главной проблемой было огромное количество энергии, которое эти объекты должны были бы излучать, если бы они были на таком расстоянии. В 1960-х годах ни один общепринятый известный механизм не мог объяснить этого.
Принятое в настоящее время объяснение, что это происходит из-за падения вещества в аккреционном диске в сверхмассивную чёрную дыру, было предложено только в 1964 году Зельдовичем и Эдвином Салпетером [36] , и даже тогда оно было отвергнуто многими астрономами, потому что в 1960-х годах существование черных дыр всё ещё широко рассматривалось как теоретическое и слишком экзотическое и ещё не было подтверждено, что многие галактики включая нашу имеют сверхмассивные чёрные дыры в их центре. Странные спектральные линии в их излучении и скорость изменения, наблюдаемая у некоторых квазаров, многими астрономам и космологам объяснялось, что объекты были сравнительно небольшими и, следовательно, возможно, яркими, массивными, но не настолько далёкими; соответственно, что их красные смещения происходили не из-за расстояния или скорости удаления от нас из-за расширения Вселенной, а из-за какой-то другой причины или неизвестного процесса, означающего, что квазары не были действительно настолько яркими объектами на экстремальных расстояниях. Различные объяснения были предложены в 1960-х и 1970-х годах и у каждого были свои недостатки. Было высказано предположение, что квазары являются близлежащими объектами, и что их красное смещение связано не с расширением пространства объясняется специальной теорией относительности , а со светом, выходящим из глубокой гравитационной ямы гравитационное красное смещение объясняется общей теорией относительности. Это потребовало бы массивного объекта, который также объяснил бы высокую яркость. Однако звезда, обладающая достаточной массой для получения измеренного красного смещения, будет нестабильной и превысит предел Хаяси [37].
Изображения квазара 3C 279 в рекордно высоком разрешении
Телескопы позволили получить снимки квазара 3C 279, одного из самых ярких объектов в созвездии Дева. Квазары образуются, когда сверхмассивная черная дыра в ядре галактики имеет чрезвычайно активный и светящийся аккреционный диск. Но позже мы обнаружили, что ранее находившаяся в состоянии покоя черная дыра претерпевает переход, в результате чего получается яркий квазар", – рассказала аспирант факультета астрономии и ведущий автор исследовательской работы Сара Фредерик. Поскольку два квазара мерцают с разной скоростью по мере увеличения и уменьшения притока топлива, они были идентифицированы как необычная активность, происходящая в космосе. Специалисты из британских университетов опубликовали новое исследование, которое доказывает, что источником квазаров являются галактические столкновения. Квазар 3C 273 примерно в четыре триллиона раз ярче Солнца и в 100 раз ярче всех звезд нашей Галактики вместе взятых.
Cамый яркий квазар в ранней Вселенной
| Облако газа плодит квазары | Ученые открыли самый далекий квазар — J0313-1806, свет от которого летел к нам 13 миллиардов лет, из эпохи совсем ранней Вселенной. |
| Cамый яркий квазар в ранней Вселенной | Благодаря удачной комбинации гравитационной линзы и технических возможностей телескопа Хаббл, астрономам удалось обнаружить ярчайший квазар, существовавший в ранней Вселенной. |