Даже через 50 лет после открытия квазары все еще озадачивают ученых
Полстолетия прошло с того времени, когда ученые впервые идентифицировали квазары, но астрономам все еще недостает базового понимания основных принципов функционирования самых ярких объектов во Вселенной.
Ученые впервые вычислили расстояние до квазара – чрезвычайно яркого галактического ядра, питающегося от сверхмассивной черной дыры, – 16 марта 1963 года, установив, что он расположился за миллиарды световых лет от Земли.
Данное открытие стало одним из основоположных в астрономии, проложив путь к изучению далеких и древних галактик. Но даже через десятилетия ученым удалось пролить мало света на принцип работы мощного двигателя, от которого работают квазары, говорит выдающийся астрофизик Роберт Антонуччи (Университет Калифорнии, Санта Барбара).
«За последние 50 лет нам удалось обнаружить тысячи квазаров, тем не менее, у нас все еще нет хороших физических моделей, которые отображают процесс излучения ими громадного количества энергии», пишет Антонуччи в одной из статей журнала «Природа» (13 марта 2013 года). «Без каких-либо прогностических теорий у нас не будет совсем ничего. Вся наша надежда насчет понимания природы квазаров состоит в том, что однажды эти внеземные объекты сами откроются нам».
Самые яркие объекты во Вселенной
Квазары излучают энергию в электромагнитном спектре, но получают свои названия от эмиссии радиосигналов. Ученые продублировали их в качестве «квазизвездных радиоисточников», поскольку сигналы имеют обыкновение происходить из одного места, как у звезды.
Многие квазары выделяют парные потоки частиц, которые движутся почти со скоростью света, что, в свою очередь, создает чудовищные радиоизлучающие «доли» вблизи от самих объектов, пишет Антонуччи.
Ученые считают, что квазары и другие типы активных галактических ядер обозначают определенную фазу в развитии галактик, ту, на которой их центральные черные дыры (масса таких объектов может в десятки миллиардов раз превышать массу Солнца) поглощают огромные объемы газа, пыли и других веществ.
«Эта черта была достаточно характерной в далеком прошлом, но сейчас квазаров осталось не так много», пишет Антонуччи. «Лишенные топлива, черные дыры просто развалились в центральной части галактик, среди которых и наш Млечный Путь».
Вопрос остается
Астрономы фиксируют квазары, расположенные на все более отдаленных расстояниях, подбираясь все ближе к Большому Взрыву, который и создал Вселенную 13,7 миллиарда лет назад. Несмотря на это, фундаментальное понимание квазаров все еще остается недостижимым, говорит Антонуччи.
«Теория радиоисточников не изменилась коренным образом за последние 30 лет», пишет он. «Основной вопрос тот же: какие частицы включают себя потоки и доли квазаров – электроны и протоны или же электронно-позитронные пары? Переносят ли протоны энергию подобно космическому излучению? Разделяется ли энергия поровну между электрическим и магнитным полями? Без ответов на эти вопросы мы может определить лишь нижний рубеж энергетического потенциала потоков и долей квазаров».
Не помогает и то, что астрофизики продолжают изучать квазары, используя для этого модели, созданные для отображения намного меньших черных дыр, говорит Антонуччи.
«Эти модели просто не соответствуют наблюдениям без огромного количества специальных приспособлений», пишет он. «Свойства малых аккреционных дисков (диск, окружающий черную дыру) нельзя использовать для объяснения спектра намного более ярких квазаров».
Но лучшего понимания квазаров можно достичь, добавляет Антонуччи. Он призывает своих коллег работать над развитием более продвинутых вычислительных моделей систем с черными дырами. Немалое значение имеет и создание более мощных рентгеновских телескопов.
«Важно то, что рентгеновское излучение идет из областей сильно приближенных к черным дырам, куда оптический свет добраться не может», говорит Антонуччи в интервью сайту space.com. «Таким образом, у нас появляется возможность увидеть картину «центрального двигателя» черной дыры, где, собственно, и сконцентрировано производство ее гравитационной мощности. Вот в чем суть».
Антонуччи верит в то, что астрономам все же удастся раскрыть ключевую загадку квазаров, хотя он и не берется прогнозировать точного времени данного свершения.
«В конце концов, мы доберемся к сути, хотя на то время меня на Земле может уже и не быть!»
