Квазары
Что такое квазары: как их открыли, почему они светят ярче целых галактик, какой механизм их питает и как их находят на краю наблюдаемой Вселенной.
Квазар — ядро далёкой галактики, которое светит так ярко, что затмевает все её остальные звёзды вместе. Самые мощные квазары излучают как триллионы Солнц при размере, не большем Солнечной системы. Источник энергии — падающее вещество вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики.
Открытие
Слово «квазар» — сокращение английского «quasi-stellar radio source», «квазизвёздный радиоисточник». В начале 1960-х радиоастрономы нашли точечные источники, которым в оптике соответствовали звёздоподобные объекты. В 1963 году Маартен Шмидт расшифровал спектр объекта 3C 273 и понял, что линии сильно смещены в красную сторону: объект лежит не в Галактике, а на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет. Чтобы быть видимым с такого расстояния, он должен светить в сотни раз ярче целой галактики.
Как они работают
Вещество, падающее на сверхмассивную чёрную дыру («Сверхмассивные чёрные дыры»), закручивается в диск и разогревается трением до миллионов градусов. Часть вещества выбрасывается в двух узких струях — джетах — со скоростью, близкой к скорости света. Яркость квазара меняется за дни и недели, а значит, область излучения не больше светового месяца в поперечнике.
Квазары — самый яркий тип активных ядер галактик. К ним же относятся менее мощные сейфертовские галактики и блазары, в которых джет направлен почти прямо на нас.
Квазары и история Вселенной
Квазары были гораздо многочисленнее в ранней Вселенной: пик их активности пришёлся примерно на возраст 2–3 миллиарда лет после Большого взрыва («Большой взрыв»). Тогда в галактиках было больше газа для питания чёрных дыр. Сегодня большинство из них «спит», как дыра в центре Млечного Пути.
Один из самых далёких известных квазаров — J0313−1806: его свет шёл к нам больше 13 миллиардов лет, и тогда Вселенной было около 670 миллионов лет. Масса его чёрной дыры около 1,6 миллиарда солнечных. Как такие гиганты могли вырасти так быстро — одна из задач, которую решает телескоп «Джеймс Уэбб».
Квазары служат и инструментом: их свет, пройдя сквозь газ по пути к нам, несёт отпечатки облаков между галактиками. По этим линиям изучают состав и структуру Вселенной. См. также «Галактики».