Были ли квазары предками галактик
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Американский астроном Б. Гастон изучила материалы десяти наиболее полных обзоров неба, предпринятых с целью поиска далеких квазаров, и пришла к выводу, что пространственная плотность квазаров в прошлом была меньше, чем современная плотность массивных галактик или даже только тех из галактик, в центральных областях которых заметны признаки активности. Этот вывод делает несостоятельным мнение некоторых астрономов, будто каждая крупная галактика была когда-то квазаром.
Уже 70 лет, с тех пор, как были открыты квазары, астрономов интересует эволюционная связь этих объектов с галактиками. Сейчас почти не осталось сомнений, что грандиозное энерговыделение, связанное с квазаром, происходит в ядрах массивных галактик. Согласно наблюдениям, в прошлом квазаров было значительно больше, чем сейчас. Этот факт вызвал к жизни гипотезу о том, что каждая массивная галактика в молодости прошла стадию квазара. Проверить гипотезу трудно: чтобы определить, какой была пространственная плотность квазаров миллиарды лет назад, нужно изучить их распределение на расстоянии миллиардов световых лет от нашей Галактики. На таком удалении даже квазары с их гигантской светимостью выглядят звездочками 20—22т.
А ведь установить, является ли данная «звездочка» квазаром, можно, лишь получив ее спектр и измерив в нем положение линий известных элементов. Для решения подобных задач созданы особые спектральные приборы — «гризмы» (от англ. grating — решетка, prism — призма) — призмы с нанесенными на одну из их граней штрихами дифракционной решетки. Эти приборы помогли обнаружить самые далекие квазары с красным смещением до 3,78. Но для статистических исследований такие далекие квазары не подходят — их очень мало. Поэтому Б. Гастон исследовала распределение квазаров в интервале красных смещений 1,8—2,5, что соответствует расстояниям от 8,6-109 до 9,5-109 световых лет. Квазаров в этой области много (70 новых обнаружила сама Б. Гастон) и все они значительно моложе близких к нам галактик.
Определение пространственной плотности далеких квазаров потребовало скрупулезного учета множества эффектов селекции, поскольку выявление объектов проводилось на пределе чувствительности приборов. Некоторую неоднозначность в результаты работы Б. Гастон внесло и то, что закон расширения Вселенной в прошлом пока точно не известен. От того, насколько отличалась от современной скорость расширения Вселенной миллиарды лет назад, зависит соотношение между скоростью удаления квазара от нас и его расстоянием. А, не зная расстояния, нельзя вычислить по видимой яркости квазара его абсолютную светимость.
С учетом возможных неопределенностей и ошибок Б. Гастон оценила пространственную плотность квазаров, светимость которых равна или превышает светимость нашей Галактики: 1,2 *10-6 — 4,8 * 10-6 квазара на 1 Мпк3. Сравнивая это значение с современной пространственной плотностью галактик (7,8 * 10-3 Мпк-3) — таких же или более ярких, чем наша,— или с пространственной плотностью активных галактик (5 * 10-5 Мпк3), убеждаемся, что раньше квазаров было значительно меньше, нежели сейчас крупных галактик или даже только галактик с активными ядрами.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.