Квазари

Іншим прикладом відмінності властивостей Всесвіту в минулому (тобто на великих відстанях) і зараз (тобто поблизу нас) є квазари (рис. 3.3.1). Джерело енергії квазарів має розмір менше Сонячної системи, але звідти виходить стільки ж енергії, скільки з декількох десятків або навіть сотень галактик, разом узятих, кожна з яких містить сотні мільярдів зірок!

Один з найбільш далеких відомих об’єктів Всесвіту – квазар із червоним зміщенням z = 5.82, відкритий у березні 2000 року. Світло від цього квазара, що приймається нами сьогодні, був виданий приблизно 13 млрд. Років тому, коли вік Всесвіту становив менше одного мільярда років. Посилання на джерело.

В даний час доведено, що квазари розташовані в ядрах далеких галактик. Згідно найбільш обгрунтованою гіпотезою, в центрі квазарів знаходяться величезні чорні діри, всмоктувальні речовина зі своїх околиць; потенційна енергія падаючого речовини переходить в енергію випромінювання квазара. Принципово важливо те, що всі квазари – це дуже далекі об’єкти, їх червоні зміщення доходять до 5, причому максимальне їх число мало місце при z від 2 до 3 (рис. 3.3.2).

З цього знову випливає, що Всесвіт в минулому була іншою – раніше її властивості були такі, що в ній утворювалося багато квазарів (які до теперішнього часу погасли). Ймовірно, справа тут в тому, що квазари – це об’єкти, розташовані саме в молодих галактиках. У них темп надходження міжзоряного газу в чорну діру був вищий, оскільки самого цього газу було значно більше. Крім того, галактики в середньому були розташовані ближче один до одного, ніж зараз, і квазари могли витягати речовину з сусідніх зоряних систем, а також з міжгалактичної середовища, яка була більш щільною. А ще раніше квазари, як і галактики, просто не встигли утворитися.

Крім того, квазари дозволяють вивчати властивості міжзоряного і міжгалактичного газу, вилученого на великі відстані від нас. Справа в тому, що світло квазарів проходить через порівняно холодні хмари, що лежать на шляху між квазарами і нами, і в спектрах квазарів виникають лінії поглинання, характерні для цих хмар. Вивчення цих ліній дозволило встановити cледует факти:

У газових хмарах з великими червоними зсувами речовина менш багате важкими елементами, ніж в речовину в нашій Галактиці і зоряних системах, розташованих по сусідству.

В областях Всесвіту з великими червоними зсувами в склад зірок входила менша частка матерії, а до складу дифузного газу – велика частка, ніж у середньому в близьких областях Всесвіту. У минулому менша частка маси входила в зірки і відповідно більша в дифузну газове середовище.

Обидва цих виводу неважко зрозуміти в світлі принципу “чим далі в просторі – тим глибше в часі” в поєднанні з сучасними уявленнями про еволюцію матерії у Всесвіті. Дійсно, зірки утворюються з газу і в кінці своєї еволюції частина їх речовини повертається в міжзоряне середовище, причому в ході цього процесу змінюється його хімічний склад: через термоядерних реакцій в надрах зірок в речовині поступово накопичується кількість важких елементів. Тому хмари газу в минулому, і отже, хмари, що спостерігаються на великих відстанях, повинні мати меншу частку важких елементів, ніж в даний час, що й спостерігається. Далі, залишки зірок перетворюються на білі карлики, нейтронні зірки і чорні діри, які вже не беруть безпосередньої участі в утворенні інших зірок. Через це запас газу в галактиках постійно вичерпується. Це пояснює, чому на великих відстанях (а значить – у минулому) до складу зірок входить менша частка маси і соотвественно велика в дифузну газове середовище. Таким чином, спостереження ліній поглинання в спектрах квазарів наочно показують зміну середнього матеріального складу Всесвіту з часом.

...
ПОДІЛИТИСЯ: