1. Scroll
  2. /
  3. Poradniki
  4. /
  5. Czym jest kwazar? Podstawowe informacje, cechy, najodleglejsze kwazary

Poradniki

2 miesiące temu

Czym jest kwazar? Podstawowe informacje, cechy, najodleglejsze kwazary

Nauka
3
0
0
3
0

Kwazar to jeden z najbardziej niezwykłych obiektów w kosmosie. Choć na pierwszy rzut oka, kwazar może się wydawać gwiazdą o wielkiej jasności, to jednak błędne założenie. Czym zatem jest i co różni go od gwiazd? Zapraszamy do lektury.

Kwazar — podstawowe informacje — czym są kwazary?

Nieznanej natury ciała niebieskie przypominające gwiazdy wzbudzały zainteresowanie astronomów już w XIX wieku. Wtedy nikt jednak nie przypuszczał, że obiekty te są czymś innym niż gwiazdami. Prowadzone w latach 1917-1922, przez Hebera Curtisa i Ernsta Öpika, obserwacje dowiodły, że są galaktykami. Pierwotne wyobrażenia miały jednak wpływ na ich nazwanie. Określono je mianem quasi-stellar radio source lub quasi-stellar object (w skrócie quasar), czyli gwiazdopodobnymi obiektami emitującymi fale radiowe — kwazarami.

Kwazar - wizja artysty
Kwazar – wizja grafika / Źródło: wikipedia.org

Prowadzone w latach 50. i 60. badania doprowadziły astronomów do poznania natury kwazarów. Pierwszym opisanym kwazarem był 3C 273 znajdujący się w gwiazdozbiorze Panny. Oddalony jest o 2,44 mld lat świetlnych od Ziemi. Wyznaczenie dokładnych współrzędnych, pozwoliło otrzymać widmo tego promieniowania, które było ekstremalnie przesunięte ku czerwieni – świadczy to o niezwykle dużym oddaleniu tego obiektu od naszej galaktyki.

Holenderski astronom Maarten Schmidt uznał, że widmo to jest aktywnym jądrem galaktyki, świecącym 100 razy jaśniej, niż wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej razem wzięte. Hipoteza naukowca była kwestionowana, ponieważ nie potrafiono wówczas wyjaśnić, jak nieduży w kosmicznej skali obiekt może wytwarzać tak znaczne ilości promieniowania. Zgodnie z ówczesnym stanem wiedzy, jego aktywność radiowa i jasność sugerowały też, że musiał być blisko Ziemi, a nie bardzo daleko, jak postulował Schmidt. Dopiero późniejsze badania potwierdzające istnienie czarnych dziur, pozwoliły uzupełnić hipotezę i wyjaśnić czym są kwazary.

Odkrycia zakończyły dyskusję na temat tego, czy kwazar to gwiazda. Okazało się, że jest rodzajem galaktyki aktywnej. Tego typu ciała kosmiczne mogą być wielkości np. Układu Słonecznego. W sercu kwazara znajduje się bardzo aktywna supermasywna czarna dziura, czyli obiekt o masie co najmniej 100 000 Słońc. Dookoła niej jest dysk akrecyjny, w którym wirująca materia rozgrzewana jest do ogromnych temperatur i wytwarza promieniowanie w każdym zakresie – optycznym, radiowym, rentgenowskim i gamma. Najaktywniejsze dyski wyrzucają dodatkowo strumienie materii w postaci dżetów.

Wyjaśnione zostało w ten sposób, dlaczego tak odległe, a przy tym nieduże w skali kosmicznej, obiekty mogą być rejestrowane przez przyrządy pomiarowe na Ziemi. Dystans do nich wynosi miliardy lat świetlnych. Dla przykładu kwazar PSO J352.4034-15.3373 znajduje się w odległości 12,7 mld lat świetlnych.

Kwazar łączy się z innym kwazarem
Ilustracja przedstawiająca łączenie się dwóch kwazarów / Źródło: wikipedia.org

Ich odległość pozwoliła z kolei zrozumieć, jak kwazary mogą kumulować taką ilość promieniowania. Wędrujące do nas miliardy lat światło kwazarów wskazuje, że powstały we wczesnej fazie istnienia kosmosu, najprawdopodobniej w ciągu pierwszego miliarda lat jego istnienia. Ilość materii była wówczas znacznie większa niż dziś, co umożliwiło jej wielkie nagromadzenie w kwazarach.

Czym kwazar wyróżnia się na tle innych obiektów w kosmosie?

Jedną z cech wyróżniających kwazary jest ich silna aktywność radiowa. To właśnie emitowany przez nie punktowy sygnał radiowy był przyczyną uważania kwazarów za gwiazdy. Późniejsze badania dowiodły, że źródłem tego punktowego sygnału są rozpędzone, niemal do prędkości światła, cząstki materii.

Sprawdź: Pulsary, czyli gwiazdy neutronowe – czym są? Co dało ludziom obserwowanie pulsarów?

Kwazary wyróżnia też jasność przewyższająca inne ciała niebieskie. Rozgrzana materia wirująca wokół dysku akrecyjnego przyćmiewa blask własnej galaktyki. Największe kwazary mogą świecić nawet miliony razy jaśniej od Słońca. Ekstremalne są również temperatury. Dysk akrecyjny jest rozgrzany do nawet 100 000 ℃. To wartość znacznie wyższa niż temperatura większości gwiazd. Dla porównania powierzchnia Słońca to 5500 ℃. Nawet otaczające wiele kwazarów (być może wszystkie) obłoki gazowe, zwane halo, bywają dużo gorętsze od niektórych gwiazd. Ich temperatura wynosi około 10 000 ℃.

Najjaśniejsze kwazary znane człowiekowi

Kwazary to najjaśniejsze obiekty kosmiczne znane człowiekowi. Największe z nich osiągają jasność przewyższającą Słońce o zawrotne wartości. Jakie są największe kwazary? Lider peletonu co jakiś czas się zmienia. W 2015 roku rekordowy wynik należał do SDSS J010013.02+280225.8. Kwazar ten świecił 429 bln (429 000 000 000 000) razy mocniej od Słońca. Znajduje się w odległości 13,8 mld lat świetlnych od Ziemi. Powstał w erze rejonizacji, czyli epoce powstawania pierwszych galaktyk i gwiazd. Miało to miejsce 875 mln lat po Wielkim Wybuchu, w skali kosmicznej krótko po powstaniu Wszechświata.

Obecnie pierwsze miejsce zajmuje kwazar J043947.08+163415.7. Jego jasność wynosi tyle, co 600 bln Słońc. Oddalony jest o 12,8 mld lat świetlnych. On także powstał w erze rejonizacji.

Kwazar 3C 273
3C 273 to pierwszy obiekt, który został zidentyfikowany jako kwazar / Źródło: wikipedia.org

Najbliższy naszej planecie kwazar

Oprócz kwazarów znajdujących się na drugim końcu Wszechświata są również obiekty będące bliżej Ziemi. Niemniej, nawet bliskie kwazary są od nas oddalone o miliony lat świetlnych. Najbliżej Ziemi jest kwazar UGC 8058 (znany też jako Mrk 231 lub Markarian 231). Jego odległość od naszej planety wynosi 600 mln lat świetlnych. Położony jest w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.

Kwazar ten ma wyjątkową cechę. Zazwyczaj dysk akrecyjny wokół czarnej dziury widoczny jest w promieniowaniu ultrafioletowym. U Markarian 231 wędruje on gwałtownie w kierunku jądra galaktyki. Oznacza to, że czarną dziurę otacza pusta przestrzeń. Dzieje się tak dlatego, że po wewnętrznej krawędzi dysku krąży druga czarna dziura, która pierwotnie była częścią innej galaktyki, wchłoniętej przez UGC 8058. Pierwsza z nich ma masę 150 mln mas Słońca, druga to zaś 4 mln mas Słońca. Okrążają się one wzajemnie w cyklu 1,2 roku ziemskiego.

Zobacz: Życie na księżycu Saturna? Enceladus zaskakuje badaczy. Informacje o szóstym największym satelicie Saturna

Blazary i kwazary — różnice

Bogaty zbiór aktywnych jąder galaktyk obejmuje również blazary. Mianem tym określa się kwazary o ekstremalnych właściwościach. Blazar charakteryzuje się szybką zmiennością promieniowania radiowego na wszystkich częstotliwościach i skalach czasowych. Promieniowanie świetlne we wszystkich zakresach jest, w zależności od blazaru, albo silnie spolaryzowane, albo znajduje się w stanie niemal całkowitego zaniku.

Choć przyczyna tego zjawiska nie została jeszcze wyjaśniona, to astronomowie przypuszczają, że problemem może być obserwowanie go w pobliżu osi relatywistycznego dżetu (strumienia). Taki strumień zdaje się pozornie zmieniać jasność wiązki światła, gdy tak naprawdę emisja promieni jest wzmacniana przez efekt Dopplera. Oznacza to, że fale emitowane przez źródło mają zupełnie inną częstotliwość, niż ta z jaką obserwator widzi strumień.

Termin blazar pochodzi od nazwy nadanej przez niemieckiego astronoma Cuno Hoffmeistera jednemu z ciał niebieskich. W 1929 roku opublikował on katalog 354 gwiazd zmiennych, czyli takich, które zmieniają jasność w krótkich odstępach czasu. Jedna z nich, znajdująca się w gwiazdozbiorze Jaszczurki została nazwa BL Lacertae, w skrócie BL Lac. Jak wiemy, badania nad tego typu obiektami w latach 60. i 70. wykazały, że nie są to gwiazdy a kwazary. Z połączenia nazw BL Lac i quasar powstała nazwa blazar. Najbliższy z nich znajduje się 2,5 mld lat świetlnych od Ziemi.

Konsole XboX dla graczy

Wszechświat to miejsce pełne niezwykłych zjawisk i obiektów, których naturę dopiero zaczynamy pojmować. Znalezienie każdej kolejnej przeszkody prowadzi do pytań, czy w kosmosie istnieje coś jeszcze większego, jaśniejszego lub cięższego. Gdzie leży granica? A może powinniśmy zapytać — czy istnieje jakakolwiek granica?

3
0

Podziel się:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.