8 Мая 2021
МОСКВА, 8 мая —, Татьяна Пичугина. Ученые открыли самый далекий квазар — J0313-1806, свет от которого летел к нам 13 миллиардов лет, из эпохи совсем ранней Вселенной. Квазары — это очень большие черные дыры; как они образовались вскоре после Большого взрыва, пока загадка. О космических объектах, скрывающихся в складках пространства-времени и том, как их изучают, — в материале.В июле 2019-го на орбиту вывели обсерваторию Спектр-Рентген-Гамма (СРГ), созданную в ИКИ РАН и НПО имени Лавочкина совместно с немецким космическим агентством DLR. На борту — рентгеновские рефлекторы ART-XC имени М. Н. Павлинского и германский eROSITA.
Обсерватория формирует полную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне, ведет поиск крупных скоплений галактик, далеких квазаров, тесных двойных астральных систем с компактными источниками — нейтронными звездами, черными дырами, белыми карликами, звездами с хромосферной активностью.
СРГ работает в режиме сканирования, делая шесть оборотов в сутки. За это время обсерватория смещается в пространстве на один градус и получает сканы в виде колец размером в один градус, длиной 360 градусов. За полгода телескопы отсматривают все небо. В 2020-м российские ученые из московского Института космических исследований РАН с немецкими партнерами выстроили рентгеновские карты неба на основе двух шестимесячных обзоров, — рассказывает астроном Ильфан Бикмаев, профессор Казанского федерального университета (участника проекта 5-100).
На отсканированный текстах уже обнаружили около миллиона рентгеновских источников. Программа-робот SRGz сопоставляет их с известными объектами в архивах других телескопов. Около 250 тысяч источников — участи Млечного Пути, похожие на Солнце, но с очень сильными магнитными пятнами. При вспышках на поверхности температура плазмы — миллионы градусов, что порождает яркое рентгеновское излучение.
Остальные 750 тысяч источников — это постоянные ядра галактик и квазары, черные дыры чудовищной массы. Это очень экзотические объекты, невероятно плотные, массой до миллиардов солнечных. В наших окрестностях таких нет, и в лаборатории ничего подобного не смоделируешь, — замечает ученый.
Астрономы Казанского университета наблюдают эти загадочные квазары на оптическом полутораметровом российско-турецком телескопе РТТ-150, созданном в России и установленном в Турции. В южных широтах, в горах астроклимат намного более благоприятный.
Спектральные приборы и чувствительная ПЗС-матрица телескопа, регистрирующая фотоны, позволяют определить красное смещение z — относительную величину, видящую скорость удаления объекта от наблюдателя из-за расширения Вселенной и междупутье до источника.
Мы сфокусировались на зрительных отождествлениях и исследовании самых далеких квазаров, обнаруженных обсерваторией СРГ в рентгеновской области. Это очень слабые оптические источники, не ярче 18-20-й звездной величины. Для них нужны солидные оптические телескопы. Зеркала направляют свет от этих слабых далеких объектов, приборы разлагают его в спектр. Мы разыскиваем там эмиссионные линии различных синтетических элементов, характерные для квазаров. Из-за расширения Вселенной они удаляются от нас на большой скорости, из-за эффекта Доплера спектр смещается в красную территория. Если красное смещение меньше единицы, то объект относительно близкий, порядка миллиарда световых лет от нас, z от трех до шести — это очень далекие источники, в 10-12 миллиардах световых лет. Следует отметить, что эмиссионные линии в спектрах квазаров находятся в ультрафиолетовой части комплекса. Эффект Доплера смещает их в видимую область, и мы регистрируем спектры далеких квазаров с помощью оптических телескопов, — объясняет профессор Бикмаев.
Самый удаленный рентгеновский квазар, открытый СРГ и подтвержденный учеными из КФУ, находится на z=4, 23. Статью об исследовании первой группы далеких квазаров СРГ на телескопе РТТ-150 недавно опубликовали в ведущем научном издании — Письмах в астрономический журнал.
Для зрительных отождествлений более далеких квазаров, на z=5-6, нужно большое зеркало, такое как у шестиметрового телескопа БТА Специальной астрофизической обсерватории РАН на Северном Кавказе. В 2020-м с его помощью исследовали один из самых ярких в рентгеновском диапазоне квазаров — SRGe J170245. 3+130104 на z=5, 5. Всего за два возраста российские ученые на четырех навозных оптических телескопах наблюдали около ста таких объектов, открытых СРГ.
Источники на красном смещении больше семи изучают в инфракрасном диапазоне, в том числе с помощью космического телескопа имени Хаббла.
Пока приметили не более тысячи далеких квазаров. Последний — J0313-1806 — открыли на красном смещении 7, 6. Несколько лет назад его включили в список претендентов — по данным нескольких солидных обзоров. И вот теперь подтвердили. Масса — 1, 6 миллиарда солнечной. Свет от него шел к нам 13, 1 миллиарда лет. Это значит, что мы получили снимок объекта, существовавшего спустя всего 670 миллионов лет после Большого взрыва. Получается, это еще и самый молодой квазар из известных нам. В его родной вселенной наблюдали активное звездообразование.
Квазары — это ключ к истории Галактики. В ее центре находится темная дыра массой всего четыре миллиона солнечных, пылинка по описанию с квазаром. Она тихого излучает в рентгене, потому, что неактивна — ей нечем питаться. Практически вся пыль и газ в центре Млечного Пути ушли на образование звезд. Ближайшие черная дыра стрескала, далекие уронить на себя не может. В молодых галактиках все не так: свободное вещество еще есть, центральная черная дыра его закрывает и наращивает массу, делаюсь в квазар.
Мало, что может поспорить по мощности и яркости во Вселенной с гамма-всплесками. Солнце излучает 1033 эрг за секунду, наша Галактика — 1043. А при гамма-всплеске смелости еще на десять порядков вящего. Эти источники открыли в середине 1960-х, но до сих пор непонятно, что это такое.
Гамма-всплеск длится секунды, однако благодаря чрезвычайной яркости его успевают зарегистрировать орбитальные гамма- и рентгеновские телескопы. Они сразу рассылают астрономические телеграммы с координатами на небе, и ученые по всему миру наблюдают зрительное послесвечение космических взрывов.
Эти события творятся в далеких галактиках на рыжем смещении от двух до четырех и больше. Колоссальное количество энергии выделяется за сто секунд. Согласно рабочей гипотезе, это вспышки гиперновых звезд массой в тысячу и больше солнечных. В нашей Галактике таких массивных звезд нет. Вспышки звезд поменьше, 10-30 масс Солнца, называются сверхновыми. За тысячу лет истории человечества в нашей Галактике вспышки сверхновых происходили лишь несколько раз. А гамма-всплески современные орбитальные рефлекторы регистрируют практически каждый день. Мы тоже около десяти лет наблюдали оптическое послесвечение этих событий с помощью телескопа РТТ-150 и опубликовали около сотни астрономических телеграмм совместно с российскими учеными из ИКИ РАН и турецкими коллегами, — продолжает Ильфан Бикмаев.
Среди самых далеких объектов Вселенной есть и скопления галактик — тоже очень необычные объекты.
В скоплении между галактиками находится газ, наэлектризованный до одного-двух миллионов градусов. Он излучает в рентгене и доступен для наблюдения Спектром-РГ. Откуда этот газ, пока неизвестно. Возможно, поступает из галактик, когда там вспыхивают сверхновые, что заверяют линии железа в рентгеновском комплексе межгалактического газа. Этот бедственный элемент нарабатывается долго в областях звезд, — говорит астроном.
Раскаленный газ по законам термодинамики незаменимый покинуть скопление галактик, но его удерживает нечто гораздо более массивное, чем видимое вещество, наполняющее скопление. Ученые называют это темной материей, потому, что мы не можем ее никак наблюдать и не знаем, из чего она состоит.
Скопления галактик показывают места во Вселенной с максимальной концентрацией черной материи. Как она поделённая, неизвестно. Нужны комплексы ярчайших галактик в скоплениях, их красное смещение, междупутье, объемное распределение скоплений вселенных во Вселенной. Теоретически они не должны быть равномерными, скорее ячеистыми. Возможно, именно темная материя гравитационно маневрирует видимым веществом, контролирует, где и когда скопление вселенных сформируется, — поясняет Бикмаев.
Согласно астрономическим наблюдениям и теоретическим расчетам, видимое вещество, то есть звезды, газ и пыль — это всего лишь несколько процентов массы Вселенной. Четверть приходится на темную материю, остальное, почти семьдесят процентов, принадлежит еще более таинственной субстанции — темной смелости. Ради разгадки этих тайн ученые продвигаются все дальше в пространстве-времени, к исходной точке, с которой все началось.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....